ISO 37:2017

Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of tensile stress-strain properties

ISO 37:2017 specifies a method for the determination of the tensile stress-strain properties of vulcanized and thermoplastic rubbers. The properties which can be determined are tensile strength, elongation at break, stress at a given elongation, elongation at a given stress, stress at yield and elongation at yield. The measurement of stress and strain at yield applies only to some thermoplastic rubbers and certain other compounds.

Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Détermination des caractéristiques de contrainte-déformation en traction

L'ISO 37.2017 décrit une méthode pour la détermination des caractéristiques de contrainte-déformation en traction des caoutchoucs vulcanisés ou thermoplastiques. Les caractéristiques susceptibles d'être déterminées sont la résistance à la traction, l'allongement à la rupture, la contrainte pour une déformation donnée, l'allongement sous une contrainte donnée, la contrainte au seuil visco-élastique et l'allongement au seuil visco-élastique. Le mesurage de la contrainte de traction et de l'allongement au seuil visco-élastique ne s'applique qu'à certains caoutchoucs thermoplastiques et à certains autres mélanges

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 09-Nov-2017
• ICS: 83.060 - Rubber
• Technical Committee: ISO/TC 45/SC 2 - Testing and analysis
• Drafting Committee: ISO/TC 45/SC 2/WG 1 - Physical properties
• Current Stage: 9092 - International Standard to be revised
• Completion Date: 04-May-2023

Relations

• Revises: ISO 37:2011 - Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of tensile stress-strain properties
• Effective Date: 05-Nov-2015

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 37
Sixth edition
2017-11
Rubber, vulcanized or
thermoplastic — Determination of
tensile stress-strain properties
Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Détermination des
caractéristiques de contrainte-déformation en traction
Reference number
ISO 37:2017(E)
©
ISO 2017

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ISO 37:2017(E)

COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2017, Published in Switzerland
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or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on the internet or an intranet, without prior
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ISO 37:2017(E)

Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principle . 4
5 General . 4
6 Test pieces . 4
6.1 General . 4
6.2 Dumb-bells . 5
6.3 Rings. 5
7 Apparatus . 6
7.1 Dies and cutters . 6
7.2 Thickness gauge . 6
7.3 Cone gauge . 6
7.4 Tensile-testing machine . 7
7.5 Test rig for ring test pieces . 8
8 Number of test pieces . 9
9 Preparation of test pieces . 9
9.1 Dumb-bells . 9
9.2 Rings. 9
10 Conditioning of sample and test pieces . 9
10.1 Time between vulcanization and testing . 9
10.2 Protection of samples and test pieces .10
10.3 Conditioning of samples .10
10.4 Conditioning of test pieces .10
11 Marking of dumb-bell test pieces .10
12 Measurement of test pieces .10
12.1 Dumb-bells .10
12.2 Rings.11
12.3 Comparison of groups of test pieces .11
13 Procedure.11
13.1 Dumb-bell test pieces .11
13.2 Ring test pieces .11
14 Temperature of test .12
15 Calculation of results .12
15.1 Dumb-bells .12
15.2 Ring test pieces .13
16 Expression of results .14
17 Precision .14
18 Test report .15
Annex A (informative) Preparation of type B ring test pieces .16
Annex B (informative) Precision .19
Annex C (informative) Analysis of ITP data and dumb-bell shape .26
Bibliography .30
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ISO 37:2017(E)

Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following
URL: www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 45, Rubber and rubber products,
Subcommittee SC 2, Testing and analysis.
This sixth edition cancels and replaces the fifth edition (ISO 37:2011), which has been technically
revised.
The main changes compared to the previous edition are as follows:
— the cutter angle range in Figure 3 has been changed to 30° - 35°;
— dimension B of the dumb-bell test piece has been corrected in Figure 3;
— accuracy requirement for force measurement has been changed to Class 1;
— dimensions of ∅d and ∅d in Figure 5 and Table 3 have been corrected;
1 2
— the test results of interlaboratory test programmes (ITP) have been added.
iv © ISO 2017 – All rights reserved

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INTERNATIONAL STANDARD ISO 37:2017(E)
Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of
tensile stress-strain properties
WARNING 1 — Persons using this document should be familiar with normal laboratory practice.
This document does not purport to address all of the safety problems, if any, associated with its
use. It is the responsibility of the user to establish appropriate safety and health practices and to
determine the applicability of any other restrictions.
WARNING 2 — Certain procedures specified in this document might involve the use or generation
of substances, or the generation of waste, that could constitute a local environmental hazard.
Reference should be made to appropriate documentation on safe handling and disposal after use.
1 Scope
This document specifies a method for the determination of the tensile stress-strain properties of
vulcanized and thermoplastic rubbers.
The properties which can be determined are tensile strength, elongation at break, stress at a given
elongation, elongation at a given stress, stress at yield and elongation at yield. The measurement of
stress and strain at yield applies only to some thermoplastic rubbers and certain other compounds.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 5893, Rubber and plastics test equipment — Tensile, flexural and compression types (constant rate of
traverse) — Specification
ISO 23529:2016, Rubber — General procedures for preparing and conditioning test pieces for physical
test methods
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— IEC Electropedia: available at http://www.electropedia.org/
— ISO Online browsing platform: available at http://www.iso.org/obp
3.1
tensile stress
S
stress applied so as to extend the test piece
Note 1 to entry: It is calculated as the applied force per unit area of the original cross-section of the test length.
3.2
elongation
E
tensile strain, expressed as a percentage of the test length, produced in the test piece by a tensile
stress (3.1)
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ISO 37:2017(E)

3.3
tensile strength
TS
maximum tensile stress (3.1) recorded in extending the test piece to breaking point
Note 1 to entry: See Figure 1.
3.4
tensile strength at break
TS
b
tensile stress (3.1) recorded at the moment of rupture
Note 1 to entry: See Figure 1.
Note 2 to entry: The values of TS and TS might be different if, after yield at S , the elongation (3.2) continues and
b y
is accompanied by a drop in stress, resulting in TS being lower than TS [see Figure 1 c)].
b
3.5
elongation at break
E
b
tensile strain in the test length at breaking point
Note 1 to entry: See Figure 1.
3.6
elongation at a given stress
E
s
tensile strain in the test length when the test piece is subjected to a given tensile stress (3.1)
3.7
stress at a given elongation
S
e
tensile stress (3.1) in the test length required to produce a given elongation (3.2)
Note 1 to entry: In the rubber industry, this definition is widely identified with the term “modulus” and care
should be taken to avoid confusion with the other use of “modulus” to denote the slope of the stress-strain curve
at a given elongation.
3.8
tensile stress at yield
S
y
tensile stress (3.1) at the first point on the stress-strain curve where some further increase in strain
occurs without any increase in stress
Note 1 to entry: This might correspond either to a point of inflection [see Figure 1 b)] or to a maximum [see
Figure 1 c)].
3.9
elongation at yield
E
y
tensile strain at the first point on the stress-strain curve where some further increase in strain is not
accompanied by an increase in stress
Note 1 to entry: See Figure 1.
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ISO 37:2017(E)

a)
b)
c)
Key
E elongation S stress at yield
y
E elongation at break TS tensile strength
b
E elongation at yield TS tensile strength at break
y b
S stress Y yield point
Figure 1 — Illustration of tensile terms
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ISO 37:2017(E)

3.10
test length of a dumb-bell
initial distance between reference points within the length of the narrow portion of a dumb-bell test
piece used to measure elongation (3.2)
Note 1 to entry: See Figure 2.
4 Principle
Standard test pieces, either dumb-bells or rings, are stretched in a tensile-testing machine at a constant
rate of traverse of the driven grip or pulley. Readings of force and elongation are taken as required
during the uninterrupted stretching of the test piece and when it breaks.
5 General
Dumb-bell and ring test pieces do not necessarily give the same values for their respective stress-strain
properties. This is mainly because in stretched rings, the stress is not uniform over the cross-section.
A second factor is in the existence of “grain” which might cause dumb-bells to give different values
depending on whether their length is parallel or at right angles to the grain.
The main points to be noted in choosing between rings and dumb-bells are as follows.
a) Tensile strength
Dumb-bells are preferable for determination of tensile strength. Rings give lower, sometimes much
lower, values than dumb-bells.
b) Elongation at break
Rings give approximately the same values as dumb-bells, provided that
1) the elongation of rings is calculated as a percentage of the initial internal circumference, and
2) dumb-bells are cut at right angles to the grain if this is present to a significant degree.
Dumb-bells shall be used if it is required to study grain effects, as rings are not suitable for this
purpose.
c) Elongation at a given stress and stress at a given elongation
The larger dumb-bells (types 1, 2 and 1A) are generally preferred.
Rings and dumb-bells give approximately the same values provided that
1) the elongation of rings is calculated as a percentage of the initial mean circumference, and
2) the average value is taken for dumb-bells cut parallel and at right angles to the grain if this is
present to a significant degree.
Rings might be preferred in automated testing, due to the ease of handling of the test pieces, and in
the determination of stress at a given strain.
6 Test pieces
6.1 General
Miniature test pieces might give somewhat different, usually higher, values for tensile strength and
elongation at break than the larger test pieces.
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ISO 37:2017(E)

Seven types of test piece are provided, i.e. dumb-bell-shaped types 1, 2, 3, 4 and 1A and ring-shaped
types A (normal) and B (miniature). The results obtained for a given material are likely to vary
according to the type of test piece used. Therefore, the results obtained for different materials should
not be regarded as comparable unless the same type of test piece has been used.
When preparation of test pieces requires buffing or thickness adjustment, results might be affected.
6.2 Dumb-bells
Dumb-bell test pieces shall have the outline shown in Figure 2.
Key
1 test length (see Table 1)
Figure 2 — Shape of dumb-bell test pieces
The standard thickness of the narrow portion shall be 2,0 mm ± 0,2 mm for types 1, 2, 3 and 1A and
1,0 mm ± 0,1 mm for type 4.
The test length shall be in accordance with Table 1.
The other dimensions of the dumb-bells shall be as produced by the appropriate die (see Table 2).
For non-standard test pieces, e.g. those taken from finished products, the maximum thickness of the
narrow portion shall be 3,0 mm for types 1 and 1A, 2,5 mm for types 2 and 3, and 2,0 mm for type 4.
Table 1 — Test length of dumb-bells
Type of test piece Type 1 Type 1A Type 2 Type 3 Type 4
a
Test length (mm) 25 ± 0,5 20 ± 0,5 20 ± 0,5 10 ± 0,5 10 ± 0,5
a
The test length shall not exceed the length of the narrow portion of the test piece (dimension C in Table 2).
Type 3 and 4 dumb-bell test pieces shall only be used where insufficient material is available for the
larger test pieces. These test pieces are particularly suitable for testing products and are used in
certain product standards, e.g. type 3 dumb-bells have been used for testing pipe sealing rings and
cable coverings.
6.3 Rings
The standard type A ring test piece shall have an internal diameter of 44,6 mm ± 0,2 mm. The median
axial thickness and median radial width shall be 4 mm ± 0,2 mm. The radial width of any ring shall
nowhere deviate from the median by more than 0,2 mm and the axial thickness of the ring shall
nowhere deviate from the median by more than 2 %.
The standard type B ring test piece shall have an internal diameter of 8 mm ± 0,1 mm. The median axial
thickness and median radial width shall be 1 mm ± 0,1 mm. The radial width of any ring shall nowhere
deviate from the median by more than 0,1 mm. This test piece shall be used only where insufficient
material is available for the larger type A test piece.
© ISO 2017 – All rights reserved 5

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ISO 37:2017(E)

7 Apparatus
7.1 Dies and cutters
All dies and cutters used shall be in accordance with ISO 23529. Dies for preparation of dumb-bells
shall have the dimensions given in Table 2 and Figure 3 except for the cutting edge for which Figure 3
only indicates a suitable geometry. The departure from parallelism at any point along the width of the
narrow portion of the die shall nowhere exceed 0,05 mm.
For a method of cutting type B ring test pieces, see Annex A.
Table 2 — Dimensions of dies for dumb-bell test pieces
Dimension
Type 1 Type 1A Type 2 Type 3 Type 4
mm
a
A  Overall length (minimum) 115 100 75 50 35
B  Width of ends 25 ± 1 25 ± 1 12,5 ± 1 8,5 ± 0,5 6 ± 0,5
C  Length of narrow portion 33 ± 2 21 ± 1 25 ± 1 16 ± 1 12 ± 0,5
D  Width of narrow portion 6,2 ± 0,2 5 ± 0,1 4 ± 0,1 4 ± 0,1 2 ± 0,1
E  Transition radius outside 14 ± 1 11 ± 1 8 ± 0,5 7,5 ± 0,5 3 ± 0,1
F  Transition radius inside 25 ± 2 25 ± 2 12,5 ± 1 10 ± 0,5 3 ± 0,1
a
A greater overall length might be necessary to ensure that only the wide end tabs come into contact with the machine
grips, thus avoiding “shoulder breaks”.
7.2 Thickness gauge
The instrument for measuring the thickness of dumb-bell test pieces and the axial thickness of ring test
pieces shall be in accordance with that used in method A of ISO 23529:2016.
The instrument for measuring the radial width of ring test pieces shall be similar to the above, except
that the contact and base plate shall be shaped to fit the curvature of the ring.
7.3 Cone gauge
A calibrated cone gauge or other suitable equipment shall be used to measure the internal diameter of
ring test pieces. The equipment shall be capable of measuring the diameter with an error of not more
than 0,01 mm. The means of supporting the ring test piece to be measured shall be such as to avoid any
significant change in the dimension being measured.
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ISO 37:2017(E)

Dimensions in millimetres
Key
1 method of fixing to suit machine
2 ground smooth
3 ground
NOTE 1 For dimensions A to F, see Table 2.
NOTE 2 The diagrams on the right show sections of typical fixed blades.
Figure 3 — Die for dumb-bell test pieces
7.4 Tensile-testing machine
7.4.1 The tensile-testing machine shall comply with the requirements of ISO 5893, having an accuracy
of force measurement complying with class 1. An extensometer, where used, shall have an accuracy
complying with class D for type 1, 1A and 2 dumb-bell test pieces and class E for type 3 and 4 dumb-bell
test pieces. The machine shall, as a minimum, be capable of operating at rates of traverse of 100 mm/min,
200 mm/min and 500 mm/min.
When testing dumb-bells, the method of measuring the extension might require the test machine to
apply a small prestress to the test piece to avoid it bending. In this case, the machine shall be capable of
applying the necessary prestress.
7.4.2 For tests at temperatures other than a standard laboratory temperature, a suitable
thermostatically controlled chamber shall be fitted to the tensile-testing machine. Guidance for achieving
elevated or subnormal temperatures is given in ISO 23529.
© ISO 2017 – All rights reserved 7

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ISO 37:2017(E)

7.5 Test rig for ring test pieces
An example of a test rig using pulleys for testing rings is shown in Figure 4. For rings of types A and B,
the pulley dimensions shall be as specified in Table 3 and Figure 5.
One of the pulleys shall be free to turn with very low friction and the other shall be driven to rotate the
ring. It shall run at a speed between 10 r/min and 15 r/min.
Key
1 load cell
2 actuator
Figure 4 — Example of rig for tensile tests on rings
Table 3 — Pulley dimensions
Dimensions in millimetres
Pulleys L ∅d A R ∅d B
1 2
Standard pulleys for type A
+02,
25,5 ± 0,05 5,66 3,0 29 ± 0,1 4,3
30
0
rings
Alternative pulleys for type A
+02,
35 22,3 ± 0,05 — — 25 ± 0,1 5,0
0
rings
Standard pulleys for type B
+02,
4,50 ± 0,02 1,27 0,75 5,2 ± 0,05 1,2
55,
0
rings

8 © ISO 2017 – All rights reserved

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ISO 37:2017(E)

R
A
1
2
B
3
a) Standard pulleys for type A and B rings b) Alternative pulleys for type A rings
Key
1 freely rotating pulley
2 driven pulley
3 direction of extension
Figure 5 — Pulley arrangement for tensile testing of type A and B rings
8 Number of test pieces
A minimum of three test pieces shall be tested.
The number of test pieces should preferably be decided in advance, bearing in mind that the use of five
test pieces will give a lower uncertainty than a test with three test pieces.
9 Preparation of test pieces
9.1 Dumb-bells
Dumb-bell test pieces shall be prepared by the appropriate methods described in ISO 23529. Dumb-
bells shall, wherever possible, be cut parallel to the grain of the material unless grain effects are to be
studied, in which case a set of dumb-bells shall also be cut perpendicular to the grain.
9.2 Rings
Ring test pieces shall be prepared by cutting or punching, using the appropriate methods described in
ISO 23529, or by moulding.
10 Conditioning of sample and test pieces
10.1 Time between vulcanization and testing
For all test purposes, the minimum time between vulcanization and testing shall be 16 h.
© ISO 2017 – All rights reserved 9
L
⌀d
⌀d
1
1
⌀d
⌀d
2
2

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ISO 37:2017(E)

For non-product tests, the maximum time between vulcanization and testing shall be 4 weeks and, for
evaluations intended to be comparable, the tests shall, as far as possible, be carried out after the same
time interval.
For product tests, whenever possible, the time between vulcanization and testing shall not exceed
3 months. In other cases, tests shall be made within 2 months of the date of receipt of the product by the
customer.
10.2 Protection of samples and test pieces
Samples and test pieces shall be protected as completely as possible from all external influences likely
to cause damage during the interval between vulcanization and testing, e.g. they shall be protected
from light and heat.
10.3 Conditioning of samples
Condition all samples, other than those from latex, in accordance with ISO 23529 at a standard laboratory
temperature, without humidity control, for not less than 3 h prior to cutting out the test pieces.
Condition all prepared latex samples in accordance with ISO 23529 at a standard laboratory
temperature, with humidity control, for not less than 96 h prior to cutting out the test pieces.
10.4 Conditioning of test pieces
Condition all test pieces in accordance with ISO 23529. If the preparation of test pieces involves buffing,
the interval between buffing and testing shall be not less than 16 h and not greater than 72 h.
For tests at a standard laboratory temperature, test pieces that do not require further preparation may
be tested immediately, if cut from conditioned test samples. Where additional preparation is involved, a
minimum conditioning period of 3 h at standard laboratory temperature shall be allowed.
For tests at temperatures other than a standard laboratory temperature, condition the test pieces at
the temperature at which the test is to be conducted for a period sufficient to enable the test pieces to
attain substantial equilibrium in accordance with ISO 23529 (see also 7.4.2).
11 Marking of dumb-bell test pieces
If using
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 37
Sixième édition
2017-11
Caoutchouc vulcanisé ou
thermoplastique — Détermination
des caractéristiques de contrainte-
déformation en traction
Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of tensile
stress-strain properties
Numéro de référence
ISO 37:2017(F)
©
ISO 2017

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ISO 37:2017(F)

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sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
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l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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ISO 37:2017(F)

Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Principe . 4
5 Généralités . 4
6 Éprouvettes . 5
6.1 Généralités . 5
6.2 Haltères . 5
6.3 Anneaux . 6
7 Appareillage . 6
7.1 Emporte-pièce et lames . 6
7.2 Mesureur d'épaisseur . 7
7.3 Jauge conique . 7
7.4 Machine d'essai de traction . 8
7.5 Appareillage d'essai pour les éprouvettes annulaires . 9
8 Nombre d'éprouvettes .10
9 Préparation des éprouvettes .10
9.1 Haltères .10
9.2 Anneaux .10
10 Conditionnement des échantillons et des éprouvettes .11
10.1 Délai entre vulcanisation et essai .11
10.2 Protection des échantillons et des éprouvettes .11
10.3 Conditionnement des échantillons .11
10.4 Conditionnement des éprouvettes .11
11 Marquage des éprouvettes haltères .11
12 Mesurage des éprouvettes .12
12.1 Haltères .12
12.2 Anneaux .12
12.3 Comparaison de groupes d'éprouvettes .12
13 Mode opératoire.12
13.1 Éprouvettes haltères .12
13.2 Éprouvettes annulaires .12
14 Température d'essai .13
15 Calcul des résultats .13
15.1 Éprouvettes haltères .13
15.2 Éprouvettes annulaires .14
16 Expression des résultats.15
17 Fidélité .16
18 Rapport d'essai .16
Annexe A (informative) Préparation des éprouvettes annulaires de type B .17
Annexe B (informative) Fidélité.20
Annexe C (informative) Analyse des données d'ITP avec la forme haltère .27
Bibliographie .31
© ISO 2017 – Tous droits réservés iii

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ISO 37:2017(F)

Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 45, Élastomères et produits à base
d'élastomères, sous-comité SC 2, Essais et analyses.
Cette sixième édition annule et remplace la cinquième édition (ISO 37:2011), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
Les principales modifications par rapport à la précédente édition sont les suivantes:
— l’angle de coupe à la Figure 3 a été modifié à 30° - 35°;
— la dimension B de l’éprouvette haltère a été corrigée à la Figure 3;
— la précision requise pour le mesurage de la force a été modifiée en Classe 1;
— les dimensions de ∅d et ∅d à la Figure 5 et dans le Tableau 3 ont été corrigées;
1 2
— les résultats de programmes d’essai interlaboratoires (ITP) ont été ajoutés.
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NORME INTERNATIONALE ISO 37:2017(F)
Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique —
Détermination des caractéristiques de contrainte-
déformation en traction
AVERTISSEMENT 1 — Il convient que l'utilisateur du présent document connaisse bien les
pratiques courantes de laboratoire. Le présent document n'a pas pour but de traiter tous les
problèmes de sécurité qui sont, le cas échéant, liés à son utilisation. Il incombe à l'utilisateur
d'établir des pratiques appropriées en matière d'hygiène et de sécurité, et de déterminer et de
déterminer l'applicabilité de toute autre restriction.
AVERTISSEMENT 2 — Certains modes opératoires spécifiés dans le présent document peuvent
impliquer l'utilisation ou la génération de substances ou de déchets pouvant représenter
un danger environnemental local. Il convient de se référer à la documentation appropriée
concernant la manipulation et l'élimination après usage en toute sécurité.
1 Domaine d'application
Le présent document décrit une méthode pour la détermination des caractéristiques de contrainte-
déformation en traction des caoutchoucs vulcanisés ou thermoplastiques.
Les caractéristiques susceptibles d'être déterminées sont la résistance à la traction, l’allongement à
la rupture, la contrainte pour une déformation donnée, l’allongement sous une contrainte donnée, la
contrainte au seuil visco-élastique et l’allongement au seuil visco-élastique. Le mesurage de la contrainte
de traction et de l'allongement au seuil visco-élastique ne s'applique qu'à certains caoutchoucs
thermoplastiques et à certains autres mélanges.
2 Références normatives
Les documents suivants cités dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des
exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les
références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 5893, Appareils d'essai du caoutchouc et des plastiques — Types pour traction, flexion et compression
(vitesse de translation constante) — Spécifications
ISO 23529:2016, Caoutchouc — Procédures générales pour la préparation et le conditionnement des
éprouvettes pour les méthodes d'essais physiques
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http://www.electropedia.org/
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https://www.iso.org/obp
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ISO 37:2017(F)

3.1
contrainte de traction
S
contrainte appliquée de façon à étirer l'éprouvette
Note 1 à l'article: Elle est calculée comme la force appliquée par unité de surface de la section initiale de la
longueur de la base de mesure.
3.2
allongement
E
déformation en traction, exprimée en pourcentage de la longueur d’essai, résultant d'une contrainte de
traction (3.1) exercée sur l'éprouvette
3.3
résistance à la traction
TS
contrainte de traction (3.1) maximale enregistrée au cours de l'étirement de l'éprouvette jusqu'au point
de rupture
Note 1 à l'article: Voir Figure 1.
3.4
résistance à la rupture
TS
b
contrainte de traction (3.1) enregistrée au moment où se produit la rupture
Note 1 à l'article: Voir Figure 1.
Note 2 à l'article: Les valeurs de TS et TS peuvent être différentes si, l'allongement (3.2) se poursuit au-delà du
b
seuil visco-élastique S , et s'il est accompagné d'une diminution de la contrainte, TS étant alors inférieure à TS
y b
[voir Figure 1 c)].
3.5
allongement à la rupture
E
b
allongement de la longueur de la base de mesure au moment de la rupture
Note 1 à l'article: Voir Figure 1.
3.6
allongement sous une contrainte donnée
E
s
allongement de la longueur de la base de mesure de l'éprouvette soumise à une contrainte de traction
(3.1) donnée
3.7
contrainte pour un allongement donné
S
e
contrainte de traction (3.1) exercée sur la longueur de la base de mesure, nécessaire pour produire un
allongement (3.2) donné
Note 1 à l'article: Dans l'industrie du caoutchouc, cette définition est souvent utilisée avec le terme «module» et il
convient de veiller à éviter toute confusion avec l'autre acception de «module», utilisée pour caractériser la pente
d'une courbe contrainte-déformation pour un allongement donné.
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ISO 37:2017(F)

3.8
contrainte de traction au seuil visco-élastique
S
y
contrainte de traction (3.1) correspondant au premier point sur la courbe contrainte-déformation où
un accroissement supplémentaire de la déformation n'est pas accompagné d'une augmentation de la
contrainte
Note 1 à l'article: Cela peut correspondre soit à un point d'inflexion [voir Figure 1 b)] soit à un maximum [voir
Figure 1 c)].
3.9
allongement au seuil visco-élastique
E
y
allongement correspondant au premier point sur la courbe contrainte-déformation où un accroissement
supplémentaire de la déformation n'est pas accompagné d'une augmentation de la contrainte
Note 1 à l'article: Voir Figure 1.
a)
b)
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ISO 37:2017(F)


c)
Légende
E allongement S contrainte de traction au seuil visco-élastique
y
E allongement à la rupture TS résistance à la traction
b
E allongement au seuil visco-élastique TS résistance à la rupture
y b
S contrainte de traction Y seuil visco-élastique
Figure 1 — Illustration des termes relatifs à la traction
3.10
longueur de la base de mesure des haltères
distance initiale entre les traits de repère portés sur la partie étroite d'une éprouvette haltère servant
à mesurer l'allongement (3.2)
Note 1 à l'article: Voir Figure 2.
4 Principe
Les éprouvettes normalisées, en forme d'haltères ou d'anneaux, sont étirées dans une machine d'essai
de traction, la vitesse de déplacement du galet ou de la mâchoire mobile restant constante. La force
et l'allongement sont relevés comme exigé au cours de l'étirement ininterrompu de l'éprouvette et au
moment de la rupture.
5 Généralités
Les éprouvettes haltères et les éprouvettes annulaires ne fournissent pas nécessairement les mêmes
valeurs pour leurs caractéristiques de traction respectives. Cela est principalement dû au fait que,
durant la traction des éprouvettes annulaires, l'effort n'est pas uniforme sur toute l'étendue de leur
section. Cela est également imputable à un second facteur, la présence d'un grain, qui, pour les haltères,
peut donner lieu à des valeurs différentes selon que leur longueur est parallèle ou perpendiculaire à la
direction de ce grain.
Les principaux points à retenir pour le choix entre les anneaux et les haltères sont comme suit.
a) Résistance à la traction
Pour déterminer la résistance à la traction, il est préférable d’utiliser des haltères. Les anneaux
donnent des valeurs inférieures, parfois très inférieures, à celles obtenues avec les haltères.
b) Allongement à la rupture
Les anneaux fournissent approximativement les mêmes valeurs que les haltères, à condition que
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ISO 37:2017(F)

1) l'allongement des anneaux soit calculé en pourcentage de la circonférence intérieure
initiale, et que
2) les haltères soient découpés perpendiculairement à la direction du grain, s'il a une influence
sensible.
Les haltères doivent être utilisés s'il est nécessaire d'étudier les effets du grain car les anneaux ne
sont pas appropriés à cette fin.
c) Allongement sous une contrainte donnée et contrainte pour un allongement donné
Les éprouvettes haltères de plus grande taille (types 1, 2 et 1A) sont en général préférées.
Les anneaux et les haltères donnent approximativement les mêmes valeurs, à condition que
1) l'allongement des anneaux soit calculé en pourcentage de la circonférence moyenne initiale et que
2) la valeur moyenne soit déterminée à partir d'haltères découpés à la fois dans les directions
parallèle et perpendiculaire par rapport au grain, s'il a une influence sensible.
Les anneaux peuvent être préférés pour les essais automatisés, en raison de la facilité de mise en place
de telles éprouvettes ainsi que pour la détermination de la contrainte pour une déformation donnée.
6 Éprouvettes
6.1 Généralités
Par rapport aux éprouvettes plus grandes, les éprouvettes de dimensions réduites peuvent donner
des valeurs quelque peu différentes, généralement supérieures, pour la résistance à la traction et
l'allongement à la rupture.
Sept types d'éprouvettes sont fournis, c'est-à-dire éprouvettes haltères de types 1, 2, 3, 4 et 1A et les
éprouvettes annulaires de type A (normale) et de type B (petite). Les résultats obtenus pour un matériau
donné sont susceptibles de varier en fonction du type d'éprouvette utilisé. Cependant, il convient de ne
pas comparer les résultats obtenus pour des matériaux différents sauf si le même type d'éprouvette a
été utilisé.
Lorsque la préparation des éprouvettes nécessite un meulage ou une rectification, les résultats peuvent
être altérés.
6.2 Haltères
Les éprouvettes haltères doivent avoir la géométrie représentée à la Figure 2.
Légende
1 longueur de la base de mesure (voir Tableau 1)
Figure 2 — Forme des éprouvettes haltères
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ISO 37:2017(F)

L'épaisseur normale de la partie étroite doit être de 2,0 mm ± 0,2 mm pour les types 1, 2, 3 et 1A, et de
1,0 mm ± 0,1 mm pour le type 4.
La longueur de la base de mesure doit être conforme au Tableau 1.
Les autres dimensions des éprouvettes haltères doivent être telles que produites par l'emporte-pièce
approprié (voir Tableau 2).
Pour les éprouvettes non normalisées, par exemple celles prélevées sur des produits finis, l'épaisseur
maximale de la partie étroite doit être de 3,0 mm pour les types 1 et 1A, de 2,5 mm pour les types 2 et
3, et de 2,0 mm pour le type 4.
Tableau 1 — Longueur de la base de mesure des haltères
Type d'éprouvette Type 1 Type 1A Type 2 Type 3 Type 4
Longueur de la base
a
25 ± 0,5 20 ± 0,5 20 ± 0,5 10 ± 0,5 10 ± 0,5
de mesure (mm)
a
La longueur de la base de mesure ne doit pas être supérieure à la longueur de la partie étroite (dimension C
dans le Tableau 2).
Les éprouvettes haltères de types 3 et 4 doivent être utilisées uniquement dans les cas où la quantité
de matériau disponible ne permet pas de préparer de plus grandes éprouvettes. Ces éprouvettes
conviennent particulièrement pour l'essai de produits finis et sont utilisées dans certaines normes de
produits, par exemple les haltères de type 3 ont été utilisés pour les essais de joints d'étanchéité de
canalisations et de revêtement de câbles.
6.3 Anneaux
L'éprouvette annulaire normalisée de type A doit avoir un diamètre intérieur de 44,6 mm ± 0,2 mm.
L'épaisseur axiale médiane et la largeur radiale médiane doivent être de 4 mm ± 0,2 mm. En aucun point
d'un anneau, la largeur radiale ne doit différer de la valeur médiane de plus de 0,2 mm et l'épaisseur
axiale ne doit différer de la valeur médiane de plus de 2 %.
L'éprouvette annulaire normalisée de type B doit avoir un diamètre intérieur de 8 mm ± 0,1 mm.
L'épaisseur axiale médiane et la largeur radiale médiane doivent être de 1 mm ± 0,1 mm. En aucun point
d'un anneau, la largeur radiale ne doit différer de la valeur médiane de plus de 0,1 mm. Cette éprouvette
doit être utilisée uniquement lorsqu'il n'y a pas suffisamment de matériau disponible pour l'éprouvette
de type A de plus grande taille.
7 Appareillage
7.1 Emporte-pièce et lames
Tous les emporte-pièce et les lames utilisés doivent être conformes à l'ISO 23529. Les emporte-pièce
destinés à la préparation des haltères doivent avoir les dimensions données dans le Tableau 2 et
à la Figure 3, sauf pour l'angle de coupe pour lequel la Figure 3 indique uniquement une géométrie
appropriée. L'écart de parallélisme en tout point situé sur la largeur de la portion étroite de l'emporte-
pièce ne doit nulle part dépasser 0,05 mm.
Pour une méthode de préparation des éprouvettes annulaires de type B, voir l'Annexe A.
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ISO 37:2017(F)

Tableau 2 — Dimensions des emporte-pièce pour des éprouvettes haltères
Dimension
Type 1 Type 1A Type 2 Type 3 Type 4
mm
a
A Longueur totale (minimum) 115 100 75 50 35
B Largeur des têtes 25 ± 1 25 ± 1 12,5 ± 1 8,5 ± 0,5 6 ± 0,5
C Longueur de la partie étroite 33 ± 2 21 ± 1 25 ± 1 16 ± 1 12 ± 0,5
D Largeur de la partie étroite 6,2 ± 0,2 5 ± 0,1 4 ± 0,1 4 ± 0,1 2 ± 0,1
E Rayon de raccordement extérieur 14 ± 1 11 ± 1 8 ± 0,5 7,5 ± 0,5 3 ± 0,1
F Rayon de raccordement intérieur 25 ± 2 25 ± 2 12,5 ± 1 10 ± 0,5 3 ± 0,1
a
Une longueur totale supérieure peut s'avérer nécessaire pour s'assurer que seules les extrémités larges entrent
en contact avec les mâchoires de la machine, contribuant ainsi à éviter des ruptures en dehors de la partie étroite des
éprouvettes.
7.2 Mesureur d'épaisseur
L'instrument utilisé pour mesurer l'épaisseur des éprouvettes haltères et l'épaisseur axiale des
éprouvettes annulaires doit être conforme à celui qui est utilisé dans la méthode A de l'ISO 23529:2016.
L'instrument de mesure de la largeur radiale des éprouvettes annulaires doit être semblable à celui
mentionné ci-dessus, sauf que la plaque de contact et d'appui doit avoir une forme adaptée à la courbure
de l'anneau.
7.3 Jauge conique
Le diamètre intérieur des éprouvettes annulaires doit être mesuré au moyen d'une jauge conique
étalonnée ou d'un autre équipement approprié. L'appareil doit permettre de mesurer le diamètre avec
une exactitude minimale de 0,01 mm. Les moyens permettant de supporter l'éprouvette annulaire à
mesurer doivent être conçus de manière à éviter toute modification significative de la dimension
mesurée.
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ISO 37:2017(F)

Dimensions en millimètres
Légende
1 méthode de fixation adaptée à la machine
2 affûtage lisse
3 affûtage
NOTE 1 Pour les dimensions A à F, voir Tableau 2.
NOTE 2 Les schémas de droite présentent les sections de lames fixes types.
Figure 3 — Emporte-pièce pour éprouvettes haltères
7.4 Machine d'essai de traction
7.4.1 La machine d'essai de traction doit satisfaire aux exigences de l'ISO 5893, avec une précision de
mesure de la force conforme à la classe 1. En cas d'utilisation d'un extensomètre, la précision de celui-
ci doit être conforme à la classe D pour les éprouvettes haltères de types 1, 1A et 2, et à la classe E pour
les éprouvettes haltères de types 3 et 4. La machine doit être capable, au minimum, de fonctionner à des
vitesses de déplacement de traverse de 100 mm/min, 200 mm/min et 500 mm/min.
Pour les essais sur haltères, la méthode de mesure de l'allongement peut nécessiter que la machine
d'essai applique une petite précontrainte à l'éprouvette afin d'éviter qu'elle ne se courbe. Dans ce cas, la
machine doit être capable d'appliquer la précontrainte nécessaire.
7.4.2 Pour des essais à des températures autres qu'une température normale de laboratoire, une
enceinte appropriée à température régulée doit être montée sur la machine d'essai de traction. Des
indications pour l'obtention des températures élevées ou inférieures à la normale sont données dans
l’ISO 23529.
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ISO 37:2017(F)

7.5 Appareillage d'essai pour les éprouvettes annulaires
Un exemple d'appareillage d'essai utilisant des galets pour les essais avec des anneaux est présenté à
la Figure 4. Pour des anneaux de types A et B, les dimensions de galet doivent être telles que spécifiées
dans le Tableau 3 et à la Figure 5.
L'un des galets doit être libre de tourner avec un frottement très faible, l'autre doit être entraîné pour
faire tourner l'anneau. Il doit tourner à une vitesse comprise entre 10 r/min et 15 r/min.
Légende
1 dynamomètre
2 actionneur
Figure 4 — Exemple d'appareillage pour les essais de traction sur des anneaux
Tableau 3 — Dimensions des galets
Dimensions en millimètres
Galets L ∅d A R ∅d B
1 2
Galets normalisés pour
+02,
25,5 ± 0,05 5,66 3,0 29 ± 0,1 4,3
30
0
anneaux de type A
Galets optionnels pour
+02,
35 22,3 ± 0,05 — — 25 ± 0,1 5,0
0
anneaux de type A
Galets normalisés pour
+02,
4,50 ± 0,02 1,27 0,75 5,2 ± 0,05 1,2
55,
0
anneaux de type B

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R
A
1
2
B
3
a) Galets normalisés pour annea
...