DIN 53504-2017 Testing of rubber - Determination of tensile strength at break tensile stress at yield elongation at break and stress values in a tensile test《橡胶试验 在抗拉伸试验中断裂抗拉强度、屈服拉.pdf

1、Mrz 2017DEUTSCHE NORM Preisgruppe 11DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 83.060!%_rL“2607941www.din.deDIN 53504Prfung von Kautschuk und Elastomeren Bestimmung vo

2、n Reifestigkeit, Zugfestigkeit, Reidehnung und Spannungswerten im ZugversuchTesting of rubber Determination of tensile strength at break, tensile stress at yield, elongation at break and stress values in a tensile testEssai des caoutchoucs et lastomres Dtermination de la rsistance la rupture, de la

3、rsistance la traction, de lallongement la rupture et des valeurs de contrainte lessai de tractionAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 53504:2009-10www.beuth.deGesamtumfang 20 SeitenDDIN-Normenausschuss Materialprfung (NMP)DIN-Normenausschuss Elastomer-Technik (N

4、ET)DIN 53504:2017-03 2 Inhalt Seite Vorwort 3 Einleitung 4 1 Anwendungsbereich . 5 2 Normative Verweisungen . 5 3 Begriffe 5 4 Bezeichnung 6 5 Prfgerte . 7 5.1 Messgert fr die Dicke der Probekrper 7 5.2 Messmittel zur Bestimmung des Anfangsquerschnittes bei Ringen . 7 5.3 Zugprfmaschine . 7 6 Kalibr

5、ierung 8 7 Probekrper 8 7.1 Form der Probekrper 8 7.2 Herstellung der Probekrper 10 7.3 Anzahl der Probekrper . 11 7.4 Messmarken 11 8 Durchfhrung 11 8.1 Allgemeines . 11 8.2 Messen der Probekrper 12 8.3 Einspannen der Schulterstbe 12 8.4 Durchfhrung des Zugversuches . 12 8.5 Bestimmung der Spannung

6、swerte 13 9 Auswertung 14 9.1 Reifestigkeit 14 9.2 Zugfestigkeit 14 9.3 Reidehnung . 15 9.4 Spannungswerte 15 9.5 Allgemeines . 16 10 Prfbericht . 16 11 Przision des Verfahrens 16 11.1 Allgemeines . 16 11.2 Wiederholgrenze . 17 11.3 Vergleichgrenze . 17 (normativ) Kalibrierungsprogramm . 18 Anhang A

7、Literaturhinweise . 20 DIN 53504:2017-03 3 Vorwort Dieses Dokument wurde vom NA 062-04-34 AA Prfung der physikalischen Eigenschaften von Kautschuk und Elastomeren“ des DIN-Normenausschusses Materialprfung (NMP) erarbeitet. Dabei wurde der Inhalt weitgehend an die Internationale Norm ISO 37:2005 Rubb

8、er, vulcanized or the-moplastic Determination of tensile stress-strain properties angepasst. Zusammenhang mit der von der Internationalen Organization for Standardization (ISO) herausgegebenen Internationalen Norm ISO 37:2011 siehe Einleitung. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elem

9、ente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. DIN und/oder DKE sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. nderungen Gegenber DIN 53504:2009-10 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Hinweis auf ISO 5893 in der Einleitung entfernt; b) Anwend

10、ungsbereich bezglich Aufnahme der Kraft-Lngennderungs-Kurve konkretisiert; c) Aktualisierung von Abschnitt 2 Normative Verweisungen“; d) Aufnahme von ISO 18899 in die Normativen Verweisungen“; e) Anmerkung aus 5.3 entfernt; f) Abschnitt 6 Kalibrierung“ hinzugefgt; g) Anmerkungen in Tabelle 4 angepas

11、st; h) Korrektur der Konditionierung der Probekrper in 8.1; i) Konkretisierung von 8.3; j) Konkretisierung der Durchfhrung des Zugversuches mit Schulterstben (8.4.1); k) Aufnahme von Anhang A Kalibrierungsprogramm“. Frhere Ausgaben DIN DVM 3504 = DIN 51504-1: 1938-11 DIN DVM 3505 = DIN 51504-2: 1940

12、-12 DIN 53504: 1965-10, 1969-05, 1975-08, 1985-03, 1994-05, 2009-10 DIN 53504:2017-03 4 Einleitung Bei der Modifizierung der hier vorliegenden DIN 53504 war es die Intension auf der einen Seite eine mglichst weitgehende bereinstimmung mit der ISO 37 zu erreichen und auf der anderen Seite gleichzeiti

13、g die weiterreichenden Mglichkeiten und Vorteile der DIN 53504:2009-10 fortzuschreiben. Auerdem wird auf zustzliche praxisrelevante Prfmglichkeiten eingegangen. Die detaillierten Informationen sind in den jeweiligen Abschnitten aufgefhrt. Allgemein sei darauf hingewiesen, dass der Ring R 2 beibehalt

14、en wurde, obwohl er in der ISO 37 nicht enthalten ist. DIN 53504:2017-03 5 1 Anwendungsbereich Diese Norm gilt fr die Ermittlung der Reifestigkeit, der Zugfestigkeit, der Reidehnung und der Spannungswerte von Probekrpern bestimmter Form aus Kautschuk und Elastomeren beim Dehnen der Probekrper mit ko

15、nstanter Geschwindigkeit bis zum Reien. Beim Zugversuch ist die vollstndige Kraft-Lngennderungs-Kurve aufzunehmen, weil durch die Reifestigkeit und Reidehnung allein das Verhalten von Elastomeren gegenber Zugbeanspruchung nicht ausreichend gekennzeichnet ist. 2 Normative Verweisungen Die folgenden D

16、okumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich al

17、ler nderungen). DIN 53598-1, Statistische Auswertung an Stichproben mit Beispielen aus der Elastomer- und Kunststoffprfung DIN EN ISO 7500-1, Metallische Werkstoffe Kalibrierung und berprfung von statischen einachsigen Prfmaschinen Teil 1: Zug- und Druckprfmaschinen Kalibrierung und berprfung der Kr

18、aftmesseinrichtung DIN EN ISO 9513, Metallische Werkstoffe Kalibrierung von Lngennderungs-Messeinrichtungen fr die Prfung mit einachsiger Beanspruchung DIN ISO 5725-2, Genauigkeit (Richtigkeit und Przision) von Messverfahren und Messergebnissen Teil 2: Grundlegende Methode fr die Ermittlung der Wied

19、erhol- und Vergleichprzision eines vereinheitlichten Messverfahrens DIN ISO 23529:2012-10, Elastomere Allgemeine Bedingungen fr die Vorbereitung und Konditionierung von Prfkrpern fr physikalische Prfverfahren (ISO 23529:2010) ISO 37:2011, Rubber, vulcanized or thermoplastic Determination of tensile

20、stress-strain properties ISO 18899:2013, Rubber Guide to the calibration of test equipment 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1 Reifestigkeit RQuotient aus der im Augenblick des Reiens gemessenen Kraft FRund dem Anfangsquerschnitt A0des Probekrpers DIN 5350

21、4:2017-03 6 3.2 Zugfestigkeit maxQuotient aus der gemessenen Hchstkraft Fmax, und dem Anfangsquerschnitt A0des Probekrpers Anmerkung 1 zum Begriff: Bei Elastomeren ist die beim Reien auftretende Kraft FRim Allgemeinen auch die Hchstkraft Fmax, wenn der Zugversuch bei Raumtemperatur oder bei Temperat

22、uren oberhalb der Raumtemperatur durchgefhrt wird. 3.3 Reidehnung RQuotient aus der im Augenblick des Reiens gemessenen nderung LR L0, der Messlnge LRund der Anfangsmesslnge L0des Probekrpers Anmerkung 1 zum Begriff: Bei Ringprobekrpern ist L0der Innenumfang des Ringes, bei Stabprobekrpern der festg

23、elegte Abstand zwischen zwei Messmarken. 3.4 Spannungswert iQuotient aus der bei Erreichen einer bestimmten Dehnung vorhandenen Zugkraft Fiund dem Anfangs-querschnitt A0Anmerkung 1 zum Begriff: Bei Ringprobekrpern ist im Gegensatz zur Festlegung fr die Reidehnung die Dehnung auf den ursprnglichen mi

24、ttleren Umfang Umder Ringe zu beziehen wie in ISO 37 festgelegt. Eine Bercksichtigung der Querkontraktion erfolgt nicht mehr. Anmerkung 2 zum Begriff: Die Benennung Modul fr solche Spannungswerte ist nicht richtig und deshalb zu vermeiden. Die Benennung Modul, z. B. Elastizittsmodul, gilt in der Reg

25、el nur fr Stoffe, bei denen zwischen Spannung und Formnderung eine Proportionalitt besteht. Dies ist bei Elastomeren auch schon bei kleinen Formnderungen nicht der Fall. Es ist deshalb nicht mglich, den“ Elastizittsmodul fr ein bestimmtes Elastomer anzugeben. Anmerkung 3 zum Begriff: Neben dem Spann

26、ungswert kann auch der Dehnungswert nach ISO 37 bei zu vereinbarenden Zugspannungen bestimmt werden. 3.5 Kraft-Lngennderungs-Kurve Aufzeichnung der Beziehung zwischen Zugkraft und Lngennderung des Probekrpers whrend des Verlaufes des Zugversuches bis zum Reien 4 Bezeichnung Die Bezeichnung des Zugve

27、rsuches an Elastomeren nach dieser Norm ist unter Verwendung eines Probe-krpers Ring R 1 wie folgt: Prfung DIN 53504 - R 1 Analog werden die Bezeichnungen fr andere Ringe oder einen der Stbe gewhlt. DIN 53504:2017-03 7 5 Prfgerte 5.1 Messgert fr die Dicke der Probekrper Es ist ein Dickenmessgert nac

28、h DIN ISO 23529:2012-10, 7.1, zu verwenden. Hierbei ist auch das Nationale Vorwort von DIN ISO 23529 zu bercksichtigen. 5.2 Messmittel zur Bestimmung des Anfangsquerschnittes bei Ringen Fr die Bestimmung des mittleren Anfangsquerschnittes bei Ringen ist eine Waage zur Messung des Ring-gewichtes in L

29、uft und in Wasser zu benutzen. 5.3 Zugprfmaschine Die Zugprfmaschine muss der Klasse 1 nach DIN EN ISO 7500-1 entsprechen. Die Lngennderungs-Messeinrichtung muss der Klasse 1 nach DIN EN ISO 9513 entsprechen. Fr Prfungen auerhalb Raumtemperatur muss die Zugprfmaschine mit einer temperierbaren Kammer

30、 versehen werden, die es gestattet, den Zugversuch bei der geforderten Temperatur durchzufhren. Die Temperatur der Kammer ist in der Nhe des Probekrpers zu messen und sollte whrend des Zugversuches auf 2 C konstant gehalten werden. Weitere Einzelheiten siehe 8.1. Fr die Prfung von Ringen muss die Pr

31、fmaschine mit einer angetriebenen und einer frei drehbaren Rolle (siehe Bild 1) ausgerstet werden knnen. Der Weg der angetriebenen Rolle muss bei einer Umdrehung etwa 50 mm betragen. Es muss mglich sein, die Rollen so weit zusammenzufahren, dass die Ringe ungedehnt aufgelegt werden knnen. Mae in Mil

32、limeter Legende Siehe Tabelle 1 Bild 1 Rollen der Zugprfmaschine Tabelle 1 Mae der Rollen Mae in Millimeter Ring d1d2Abstand der Rollenachsen bei Beginn des Versuches R 1 22,3 26 35,0 R 2 18,3 22 28,7 Fr die Prfung von Schulterstben muss die Zugprfmaschine mit zwei Einspannklemmen ausgerstet werden

33、knnen. Die Einspannklemmen mssen so ausgearbeitet sein, dass sie jederzeit eine Zentrierung der Lngsachse des Probekrpers in Richtung der Zugkraft erlauben. Dies kann z. B. durch Verwendung einer DIN 53504:2017-03 8 Hilfsvorrichtung (Schablone) erreicht werden. Der Schulterstab sollte so gehalten we

34、rden, dass ein Rutschen in den Einspannklemmen so weit wie mglich vermieden wird. Hierfr kommen vorzugsweise Einspann-klemmen in Frage, die mit ansteigender Zugkraft den Druck auf den Schulterstab beibehalten oder sogar verstrken (selbstspannende Klemmen). Die Einspannklemmen drfen keinen vorzeitige

35、n Bruch am Schulterstab hervorrufen. Die Zugprfmaschine muss die Aufnahme von Kraft-Lngennderungskurven bzw. Spannungs-Dehnungs-kurven erlauben. Die Lngennderungs-Messeinrichtung muss zu jedem Zeitpunkt der Prfung geeignet sein, die nderung der Messlnge des Probekrpers zu bestimmen. Sie muss mglichs

36、t trgheitsarm sein. Wird die Messeinrichtung im Gegensatz zu einer berhrungslos arbeitenden am Probekrper befestigt, darf weder eine Beeintrchtigung des Probekrpers noch ein Schlupf zwischen Messeinrichtung und Probekrper auftreten. 6 Kalibrierung Die Prfgerte mssen in bereinstimmung mit dem Program

37、m im Anhang A kalibriert werden. 7 Probekrper 7.1 Form der Probekrper 7.1.1 Ringe Siehe Bild 2. Legende Siehe Tabelle 2 Bild 2 Ringe DIN 53504:2017-03 9 Tabelle 2 Mae der Ringe Mae in Millimeter Mae Ring R 1 R 2 Auendurchmesser 30+0,0552,6 44,6 Innendurchmesser 40+0,0544,6 36,6 Breite =342 0,1 4,0 4

38、,0 Dicke 4 0,2 oder 6,3 0,3 4 0,2 oder 6,3 0,3 Anfangsmesslnge L0a) fr die Reidehnung Innenumfang = 4140,1 115,0 b) fr den Spannungswert mittlerer Umfang = 3+ 42 152,7 127,5 ANMERKUNG 1 Vorzugsweise sollte Ring R 1 verwendet werden. ANMERKUNG 2 Die Mae d3und d4beziehen sich auf die Schneidwerkzeuge.

39、 ANMERKUNG 1 Der Ring R 2 wurde beibehalten, obwohl er in ISO 37 nicht enthalten ist. Der Rollendurchmesser fr die Prfung von Ring R 1 wurde ebenfalls bei (22,3 0,2) mm belassen. Dieser etwas kleinere Durchmesser ist in der Handhabung gnstiger; die Rollen knnen weiter zusammengefahren und der Ring b

40、esser ungedehnt aufgelegt werden. ANMERKUNG 2 Der Verband der Automobilindustrie e. V. (VDA) sieht neben den Prfungen an Ringen R 1 und R 2 zustzlich Prfungen an Runddichtringen (RDR) und Gummirechteckringen (GRR) mit unterschiedlichen Maen und ei-nem erweiterten Rollenangebot vor. Tabelle 3 zeigt B

41、eispiele fr die verschiedenen Ring-Innendurchmesser (d4) und die dazugehrigen Rollendurchmesser (d1und d2) sowie die entsprechend zu berechnenden Achsabstnde fr den Versuchsbeginn. Tabelle 3 Beispiele fr Innendurchmesser und Rollenmae fr VDA Gummirechteck- und Runddichtringe Mae in Millimeter Ring-I

42、nnendurchmesser d4Rollendurchmesser Achsabstand der Rollen vor Versuchsbeginn ad1 0,2 d234,8 41,4 18,3 22 0,5 (d4 d1) 41,4 51,2 22,3 26 0,5 (d4 d1) 51,2 64,3 28,3 32 0,5 (d4 d1) 64,3 82,3 36,3 40 0,5 (d4 d1) 82,3 108,4 47,3 51 0,5 (d4 d1) 108,4 142,8 61,8 65,5 0,5 (d4 d1) 142,8 192,0 83,4 87,1 0,5 (

43、d4 d1) 192,0 257,0 112,4 116,1 0,5 (d4 d1) aIm Zugversuch wird der auf volle mm gerundete Achsabstand eingestellt. DIN 53504:2017-03 10 7.1.2 Schulterstbe Siehe Bild 3. Legende Siehe Tabelle 4 Bild 3 Schulterstab Tabelle 4 Mae der Schulterstbe Mae in Millimeter Mae Schulterstab S 1 S 1A S 2 S 3 S 3A

44、 Gesamtlnge l (min.) 115 100 75 35 50 Breite der Kpfe bk25 25 12,5 6 8,5 Lnge des Stegs ls33 25 25 12 16 Breite des Stegs 0,05 b 6 5 4 2 4 bergangshalbmesser, innen r125 20 12,5 3 10 bergangshalbmesser, auen r214 11 8 3 7,5 Dicke a 2 0,2 2 0,2 2 0,2 1 0,1 2 0,2 Anfangsmesslnge L025 25 20 10 10 ANMER

45、KUNG 1 Die Mae beziehen sich auf die Schneidwerkzeuge. ANMERKUNG 2 Vorzugsweise sollte der Schulterstab S 2 verwendet werden. 7.2 Herstellung der Probekrper Grundstzlich ist bei der Probekrperherstellung nach DIN ISO 23529 zu verfahren. Bei gesonderter Herstellung von Probestcken ist die Plattenform

46、 zu whlen. Die Dicke der Platten sollte gleich der Dicke der fertigen Probekrper sein. Lassen sich die Probekrper aus Fertigteilen nicht unmittelbar herausschneiden, so sind Platten von entsprechender Dicke herauszuarbeiten, aus denen die Probekrper zu entnehmen sind. Unebenheiten sind durch Schleif

47、en zu beseitigen. DIN 53504:2017-03 11 Die Dickenschwankungen am Ring und am Schulterstab drfen 2,0 %, bezogen auf den Median aus n = 3 Einzelmessungen, nicht berschreiten. Die Probekrper sind nach DIN ISO 23529 herzustellen, bei Ringen vorzugsweise mit dem Kreisschneider. Lassen sich Probekrper nic

48、ht in der entsprechenden Dicke (siehe Tabellen 2 und 4) oder mit entspre-chenden Dickenschwankungen herstellen, etwa bei Fertigteilen, so ist dies im Prfbericht anzugeben. Die mit diesen Probekrpern erzielten Prfergebnisse sind nur bedingt mit den Ergebnissen vergleichbar, die mit Probekrpern gewonnen wurden, deren Dicken und Dickenschwankungen innerhalb der angegebenen Grenzabmae lagen. Werden Serien von Messungen miteinander verglichen, darf der Med