ASTM D412: tração de borrachas e elastômeros

Resposta rápida: a ASTM D412 estica um corpo de prova de borracha até romper e mede resistência à tração, alongamento na ruptura e módulo. A Labmor é acreditada no método A, até 20.000 N.

Em uma vedação, um coxim ou uma bota de proteção, a borracha trabalha esticada, comprimida e aquecida durante anos. A tração pela D412 é o ensaio que mostra se o composto que chegou na peça tem a resistência e a elasticidade que o desenho especifica, e quanto disso sobra depois do calor, do óleo e do tempo. Por isso ela é, junto com a dureza Shore, o ensaio de material mais comum dentro do plano de validação de peças de elastômero.

O que a ASTM D412 mede

Durante o ensaio, a máquina universal registra força e alongamento até a ruptura. Desses dados saem:

Diferente dos plásticos rígidos, a borracha não tem um módulo de elasticidade único: a curva é não linear desde o início. Por isso a especificação fala em "tensão a 100%" e não em um único módulo.

Método A e método B

A norma tem dois métodos:

• Método A — corpos de prova em halter (gravata) ou retos, estampados de uma placa ou de uma região plana da peça com uma faca de corte normalizada. Existem várias matrizes, identificadas por letras; a norma usa a matriz C quando a especificação não pede outra. É o método acreditado na Labmor.
• Método B — corpos de prova em anel, cortados de placa ou de tubos e mangueiras. O anel é tracionado entre dois pinos.

A velocidade de afastamento das garras é de 500 mm/min, salvo especificação em contrário, e o alongamento é medido no trecho útil, entre marcas de referência ou com extensômetro, e não pelo deslocamento da travessa. O resultado de cada propriedade é a mediana dos corpos de prova ensaiados (em geral, três).

Como a D412 entra no plano de validação da peça

A Labmor trabalha com validação de produto pronto. A D412 quase sempre chega ao laboratório como um item da especificação de uma peça — vedação de porta, junta, coxim, protetor de chicote, mangueira — e não como caracterização isolada de matéria-prima. Na prática há três caminhos para o corpo de prova:

1. Cortado da própria peça, quando ela tem uma região plana com espessura uniforme (tampas, mantas, abas). É o resultado que melhor representa a cura e o processamento reais.
2. Placa do mesmo composto, vulcanizada pelo fornecedor nas condições do processo, quando a geometria da peça não permite estampar o halter (perfis, lábios de vedação).
3. Anel cortado de tubo ou mangueira (método B), quando o produto é tubular.

O relatório precisa dizer de onde saiu o corpo de prova. Resultados de placa e de peça raramente coincidem, e a especificação da montadora costuma dizer qual dos dois vale.

Antes e depois: o uso mais importante

O valor de tração inicial interessa, mas a especificação de borracha automotiva é quase sempre escrita em variação:

• tração e alongamento iniciais dentro do mínimo especificado;
• variação máxima de tração e de alongamento depois de envelhecimento em estufa (ASTM D573);
• variação depois de imersão em fluidos (óleo, combustível, líquido de arrefecimento), no grupo de ensaios químicos.

Um composto que perde boa parte do alongamento depois do calor está ficando quebradiço, e a vedação vai trincar em campo. Essa leitura, junto com a deformação permanente à compressão (ASTM D395) e o envelhecimento (ASTM D573), é o que dá segurança para aprovar o material da peça.

Ensaios que costumam vir junto

Na mesma especificação de borracha, os ensaios mais frequentes no histórico da Labmor são:

• Dureza Shore A (ASTM D2240), acreditada;
• Resistência ao rasgo (ASTM D624), que mede a propagação de um corte, modo de falha típico em lábios e abas;
• Deformação permanente à compressão (ASTM D395);
• Envelhecimento em estufa (ASTM D573) seguido de nova tração e dureza;
• Flamabilidade (FMVSS 302), quando a peça fica no interior do veículo.

A lista completa de ensaios de tração, compressão, rasgo e adesão está em Tração e Compressão, e os fundamentos do ensaio estão em Ensaio de tração.

Erros comuns

• Pedir "tração pela D412" sem dizer a matriz e a origem do corpo de prova.
• Medir o alongamento pela travessa e não no trecho útil, o que superestima o resultado.
• Comparar resultados de placa com resultados de peça como se fossem o mesmo material.
• Esquecer o condicionamento: borracha é sensível à temperatura, e a norma define o ambiente do ensaio.

Experiência da Labmor

A tração de borrachas pela ASTM D412 faz parte do escopo acreditado da Labmor (CRL 1521, ABNT NBR ISO/IEC 17025), no método A, até 20.000 N. Desde 2015 a norma aparece em 50 projetos do laboratório, principalmente em borrachas, vedações e juntas, e também em revestimentos de bancos, plásticos e espumas.