ASTM D623

ASTM D623 – Tính chất cao su: Sinh nhiệt và mỏi uốn trong nén (Rubber Property—Heat Generation and Flexing Fatigue in Compression)

Máy đo khả năng sinh nhiệt và uốn mỏi kiểu Constant-stress/strain flexometer

Mục đích:
Tiêu chuẩn này quy định các phương pháp thử để so sánh đặc tính mỏi và tốc độ sinh nhiệt của các loại cao su lưu hóa khi chịu ứng suất nén dao động.

Phạm vi áp dụng:
Áp dụng cho các hợp chất cao su lưu hóa (trừ cao su cứng). Kết quả được sử dụng để đánh giá khả năng chịu mỏi và hiệu suất sinh nhiệt tương đối của các vật liệu cao su khác nhau, đặc biệt trong nghiên cứu và phát triển.

1. Nguyên lý thử nghiệm

Mẫu cao su được nén lặp lại nhanh chóng dưới tải trọng dao động, tạo ra sự tăng nhiệt độ bên trong do ma sát nội.
Các thông số đo bao gồm:

• Độ tăng nhiệt độ (ΔT) đến trạng thái cân bằng hoặc trong một thời gian cố định,
• Độ biến dạng dư (compression set) hoặc thay đổi kích thước,
• Thời gian đến khi xảy ra hư hỏng mỏi (nứt hoặc vỡ bên trong).

2. Hai phương pháp thử

ASTM D623 – Phương pháp A (Goodrich Flexometer) – Tương đương ISO 4666-3 -  Flexometer kiểu biên độ biến dạng không đổi (constant strain)

• Dựa trên dao động nén tần số cao (≈30 Hz) với tải trọng tĩnh xác định.
• Đo nhiệt độ tăng tại đáy mẫu bằng cặp nhiệt điện.
• Cho phép đánh giá khả năng sinh nhiệt, độ cứng và biến dạng dư của vật liệu.
• Mẫu thử hình trụ: Ø17.8 mm × 25 mm.
• Có thể thử ở nhiệt độ phòng hoặc trong lò 50°C hoặc 100°C.

ASTM D623 - Phương pháp B (Firestone Flexometer) – tương đương ISO 4666-4 - Flexometer kiểu ứng suất không đổi (constant stress)

• Mẫu được nén và xoay dao động (≈13.3 Hz).
• Đo thời gian đến khi chiều cao mẫu giảm nhất định hoặc khi xuất hiện hư hỏng do mỏi.
• Mẫu dạng chóp cụt chữ nhật (frustum).

3. Thiết bị & điều kiện thử

• Máy thử nén dao động (flexometer) có hệ thống gia nhiệt và đo nhiệt độ.
• Nhiệt độ thử: nhiệt độ phòng, 50°C hoặc 100°C.
• Mỗi phép thử sử dụng ít nhất 3 mẫu giống nhau.
• So sánh kết quả chỉ có ý nghĩa giữa các mẫu cùng kích thước và điều kiện thử.

4. Kết quả và báo cáo

Báo cáo thử nghiệm bao gồm:

• Phương pháp thử (A hoặc B)
• Nhiệt độ môi trường và nhiệt độ cơ sở
• Tải trọng và biên độ dao động
• Thời gian chạy thử
• Độ tăng nhiệt ΔT
• Biến dạng dư hoặc độ phục hồi chiều cao

5. Ý nghĩa và ứng dụng

Không có mối tương quan trực tiếp giữa kết quả thử và điều kiện làm việc thực tế, nhưng phép thử này cho phép so sánh tương đối khả năng chịu mỏi, sinh nhiệt và độ bền của các hợp chất cao su trong lốp xe, đệm, giảm chấn, và các chi tiết chịu tải động.