ISO 37:2011

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

ISO 37:2011 describes 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 37:2011 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• Status: Withdrawn
• Publication Date: 08-Dec-2011
• Withdrawal Date: 08-Dec-2011
• 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: 9599 - Withdrawal of International Standard
• Completion Date: 10-Nov-2017

Relations

• Revised: ISO 37:2017 - Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of tensile stress-strain properties
• Effective Date: 05-Nov-2015
• Revises: ISO 37:2005 - Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of tensile stress-strain properties
• Effective Date: 18-Dec-2008

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 37
Fifth edition
2011-12-15

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 37:2011(E)
©
ISO 2011

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ISO 37:2011(E)

COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT


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Published in Switzerland

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ISO 37:2011(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 . 5
7 Apparatus . 6
8 Number of test pieces . 9
9 Preparation of test pieces. 10
10 Conditioning of sample and test pieces . 10
11 Marking of dumb-bell test pieces . 11
12 Measurement of test pieces . 11
13 Procedure . 11
14 Temperature of test . 12
15 Calculation of results . 12
16 Expression of results . 15
17 Precision . 15
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 . 23
Bibliography . 27

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ISO 37:2011(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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
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.
ISO 37 was prepared by Technical Committee ISO/TC 45, Rubber and rubber products, Subcommittee SC 2,
Testing and analysis.
This fifth edition cancels and replaces the fourth edition (ISO 37:2005), which has been technically revised. It
also incorporates the Technical Corrigendum ISO 37:2005/Cor.1:2008.
The technical changes mainly concern the testing of ring test pieces, which is now described in more detail.

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INTERNATIONAL STANDARD ISO 37:2011(E)

Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of tensile
stress-strain properties
WARNING — Persons using this International Standard should be familiar with normal laboratory
practice. This standard 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
ensure compliance with any national regulatory conditions.
IMPORTANT — Certain procedures specified in this International Standard 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 International Standard describes 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 referenced documents are indispensable for the application 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 23529:2010, 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.
3.1
tensile stress
S
stress applied so as to extend the test piece
NOTE It is calculated as the applied force per unit area of the original cross-section of the test length.
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ISO 37:2011(E)
3.2
elongation
E
tensile strain, expressed as a percentage of the test length, produced in the test piece by a tensile stress
3.3
tensile strength
TS
maximum tensile stress recorded in extending the test piece to breaking point
NOTE See Figures 1a) to 1c).
3.4
tensile strength at break
TS
b
tensile stress recorded at the moment of rupture
NOTE 1 See Figures 1a) to 1c).
NOTE 2 The values of TS and TS might be different if, after yield at S , the elongation continues and is accompanied
b y
by a drop in stress, resulting in TS being lower than TS [see Figure 1c)].
b
3.5
elongation at break
E
b
tensile strain in the test length at breaking point
NOTE See Figures 1a) to 1c).
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
3.7
stress at a given elongation
S
e
tensile stress in the test length required to produce a given elongation
NOTE 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 at the first point on the stress-strain curve where some further increase in strain occurs without
any increase in stress
NOTE This might correspond either to a point of inflection [see Figure 1b)] or to a maximum [see Figure 1c)].
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 See Figures 1b) and 1c).
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ISO 37:2011(E)

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 37:2011(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
NOTE 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.
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ISO 37:2011(E)
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.
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, and the results obtained for different materials should therefore 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 10  0,5 10  0,5
20  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.
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ISO 37:2011(E)
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.
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
a
A Overall length (minimum) (mm) 115 100 75 50 35
B Width of ends (mm) 25  1 25  1 12,5  1 8,5  0,5 6  0,5
C Length of narrow portion (mm) 33  2 21  1 25  1 16  1 12  0,5
D Width of narrow portion (mm) 6,2  0,2 5  0,1 4  0,1 4  0,1 2  0,1
E Transition radius outside (mm) 14  1 11  1 8  0,5 7,5  0,5 3  0,1
F Transition radius inside (mm) 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 23529:2010.
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 37:2011(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 2. 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.
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ISO 37:2011(E)
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.
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 rpm and 15 rpm.

Key
1 load cell
2 actuator
Figure 4 — Example of rig for tensile tests on rings
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ISO 37:2011(E)
Table 3 — Pulley dimensions
Dimensions in millimetres
Pulleys L  d A R  d B
1 2
Standard pulleys for type A
0,5
30 25  0,05 6,0 3,0 25  0,05 4,3
0
rings
Alternative pulleys for
0,5
35 22,3 — — 22,3 5,0
0
type A rings
Standard pulles for type B
0,2
5,3 4,50  0,02 1,5 0,75 4,50  0,02 1,0
0
rings


Key
1 freely rotating pulley
2 fixed 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.
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ISO 37:2011(E)
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.
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).
10 © ISO 2011 – All rights reserved

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ISO 37:2011(E)
11 Marking of dumb-bell test pieces
If using a non-contact extensometer, mark the dumb-bell test pieces with two reference marks to define the
test length as specified in Table 1, using a suitable marker. The test piece shall be unstrained when it is
marked.
The lines shall be marked on the narrow part of the test piece, as shown in Figure 2, i.e. equidistant from the
centre of the test piece and at right angles to its longitudinal axis.
12 Measurement of test pieces
12.1 Dumb-bells
Measure the thickness at the centre and at each end of the test length with the thickness gauge. Use the
median value of the three measurements to calculate the area of the cross-section. In any one dumb-bell,
none of the three thickness measurements of the narrow portion shall differ by more than 2 % from the
median thickness. The width of the test piece shall be taken as the distance between the cutting edges of the
die in the narrow part, and this distance shall be measured in accordance with ISO 23529 to the nearest
0,05 mm. Test pieces cut from products might have a non-rectangular cross-section, in which case the width
shall be measured directly on the test piece.
12.2 Rings
Measure the radial width and axial thickness at six approximately equally spaced positions around the ring.
The median value of each set of measurements shall be used in calculating the area of the cross-section. The
internal diameter shall be measured to the nearest 0,1 mm. Calculate the internal circumference and the
mean circumference as follows:
Internal circumference    internal diameter
Mean circumference    (internal diameter  radial width)
12.3 Comparison of groups of test pieces
If two groups of test pieces (either dumb-bells or rings) are being compared, the median thickness for each
group shall be within 7,5 % of the grand median thickness for the two groups.
13 Procedure
13.1 Dumb-bell test pieces
Insert the test piece into the tensile-testing machine, ensuring that the end tabs are gripped symmetrically so
that the tension is distributed uniformly over the cross-section. It is strongly recommended that the load cell be
reset to zero before each test. If necessary, apply a prestress of 0,1 MPa so that the test piece is not bent
when the initial test length (see Figure 2) is measured. If necessary, set up the extensometry device. Start the
machine and monitor continuously the change in test length and force throughout the test to an accuracy of
 2 % or as required for the purposes of Clause 15.
The nominal rate of traverse of the moving grip shall be 500 mm/min for type 1, type 1A and type 2 test pieces
and 200 mm/min for type 3 and type 4 test pieces.
Any test piece that breaks outside the narrow portion or yields outside the test length shall be discarded and a
repeat test conducted on an additional test piece.
NOTE In making visual measurements, care should be taken to avoid inaccuracies due to parallax.
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ISO 37:2011(E)
13.2 Ring test pieces
Set the correct initial distance between the pulleys, as follows:
0,5
 30 mm between the centres of the standard pulleys for type A rings;
0
0,5
 35 mm between the centres of the alternative pulleys for type A rings;
0
0,2
 5,3 mm between the centres of the standard pulleys for type B rings.
0
Set the load to zero before mounting the test piece on the pulleys.
Place the test piece on the pulleys and start the machine, monitoring continuously the distance between the
pulleys and the increase in stress throughout the test.
The nominal rate of traverse of the moving pulley shall be 500 mm/min for type A test pieces and 100 mm/min
for type B test pieces. The driven pulley shall rotate at the correct speed from the start to the end of the test.
14 Temperature of test
The test shall normally be carried out at one of the standard laboratory temperatures specified in ISO 23529.
When other temperatures are required, these shall be selected from the list of preferred temperatures given in
ISO 23529.
The same temperature shall be used throughout any one test or series of tests intended to be comparable.
15 Calculation of results
15.1 Dumb-bells
Calculate the tensile strength, TS, expressed in megapascals, using the equation
F
m
TS
Wt
Calculate the tensile strength at break, TS , expressed in megapascals, using the equation
b
F
b
TS 
b
Wt
Calculate the elongation at break, E , expressed as a percentage, using the equation
b
100(LL )
b0
E 
b
L
0
Calculate the stress at a given elongation, S , expressed in megapascals, using the equation
e
F
e
S 
e
Wt
12 © ISO 2011 – All rights reserved

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ISO 37:2011(E)
Calculate the elongation at a given stress, E , expressed as a percentage, using the equation
s
100(LL )
s0
E 
s
L
0
The value, in newtons, of the force, F , corresponding to a given stress is calculated using the equation
e
F SWt
ee
Calculate the tensile stress at yield, S , expressed in megapascals, from the force recorded at the yield point,
y
using the equation
F
y
S 
y
Wt
Calculate the elongation at yield, E , expressed as a percentage, using the equation
y
100(LL )
y0
E 
y
L
0
In the equations given above, the symbols used have the following meanings:
F is the force recorded at break, in newtons;
b
F is the maximum force recorded, in newtons;
m
F is the force recorded at yield, in newtons;
y
L is the initial test length, in millimetres;
0
L is the test length at break, in millimetres;
b
L is the test length at a given stress, in millimetres;
s
L is the test length at yield, in millimetres;
y
t is the thickness of the test piece over the test length, in millimetres;
W is the width determined as specified in 12.1, in millimetres.
15.2 Ring test pieces
Calculate the tensile strength, TS, expressed in megapascals, using the equation
F
m
TS
2Wt
Calculate the tensile strength at break, TS , expressed in megapascals, using the equation
b
F
b
TS 
b
2Wt
Calculate the elongation at break, E , expressed as a percentage, using the equation
b
100(dL2 C )
bi
E 
b
C
i
© ISO 2011 – All rights reserved 13

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ISO 37:2011(E)
Calculate the stress at a given elongation, S , expressed in megapascals, using the equation
e
F
e
S 
e
2Wt
The distance, in millimetres, between the pulley centres corresponding to a given elongation, L , also in
e
millimetres, is calculated using the equation
CE Cd
ms i
L
e
200 2
Calculate the elongation at a given stress, E , expressed as a percentage, using the equa
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 37
Cinquième édition
2011-12-15


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 37:2011(F)
©
ISO 2011

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ISO 37:2011(F)

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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
7  Appareillage . 6
8  Nombre d'éprouvettes . 10
9  Préparation des éprouvettes . 10
10  Conditionnement des échantillons et des éprouvettes . 11
11  Marquage des éprouvettes haltères . 11
12  Mesurage des éprouvettes . 12
13  Mode opératoire . 12
14  Température d'essai . 13
15  Calcul des résultats . 13
16  Expression des résultats . 16
17  Fidélité . 16
18  Rapport d'essai . 16
Annexe A (informative) Préparation des éprouvettes annulaires de type B . 18
Annexe B (informative) Fidélité . 21
Annexe C (informative) Analyse des données d'ITP avec la forme haltère . 25
Bibliographie . 30

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ISO 37:2011(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 (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée 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.
L'ISO 37 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 45, Élastomères et produits à base d'élastomères,
sous-comité SC 2, Essais et analyses.
Cette cinquième édition annule et remplace la quatrième édition (ISO 37:2005), qui a fait l'objet d'une révision
technique. Elle incorpore également le Rectificatif technique ISO 37:2005/Cor.1:2008.
Les modifications techniques concernent principalement les essais réalisés sur les éprouvettes annulaires, qui
sont maintenant décrits plus en détail.
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NORME INTERNATIONALE ISO 37:2011(F)

Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Détermination des
caractéristiques de contrainte-déformation en traction
AVERTISSEMENT — Il convient que l'utilisateur de la présente Norme internationale connaisse bien
les pratiques courantes de laboratoire. La présente Norme internationale 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 s'assurer de la
conformité à la réglementation nationale en vigueur.
IMPORTANT — Certains modes opératoires spécifiés dans la présente Norme internationale 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
La présente Norme internationale 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 de référence suivants sont indispensables pour l'application 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 23529:2010, 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.
3.1
contrainte de traction
S
contrainte appliquée de façon à étirer l'éprouvette
NOTE Elle est calculée comme la force appliquée par unité de surface de la section initiale de la longueur de la base
de mesure.
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ISO 37:2011(F)
3.2
allongement
E
déformation en traction résultant d'une contrainte de traction exercée sur l'éprouvette, exprimée en
pourcentage de la longueur de la base de mesure
3.3
résistance à la traction
TS
contrainte de traction maximale enregistrée au cours de l'étirement de l'éprouvette jusqu'au point de rupture
NOTE Voir les Figures 1 a) à 1 c).
3.4
résistance à la rupture
TS
b
contrainte de traction enregistrée au moment où se produit la rupture
NOTE 1 Voir les Figures 1 a) à 1 c).
NOTE 2 Les valeurs de TS et TS peuvent être différentes si l'allongement se poursuit au-delà du seuil visco-élastique
b
S et s'il est accompagné d'une diminution de la contrainte, TS étant alors inférieure à TS [voir la Figure 1 c)].
y b
3.5
allongement à la rupture
E
b
allongement de la longueur de la base de mesure au moment de la rupture
NOTE Voir les Figures 1 a) à 1 c).
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
donnée
3.7
contrainte pour un allongement donné
S
e
contrainte de traction exercée sur la longueur de la base de mesure, nécessaire pour produire un allongement
donné
NOTE 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.
3.8
contrainte de traction au seuil visco-élastique
S
y
contrainte de traction 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 Cela peut correspondre soit à un point d'inflexion [voir la Figure 1 b)], soit à un maximum [voir la Figure 1 c)].
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ISO 37:2011(F)

Légende
E S
allongement 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 seuil visco-élastique
Y
Figure 1 — Illustration des termes relatifs à la traction
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ISO 37:2011(F)
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 Voir les Figures 1 b) à 1 c).
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
NOTE Voir la 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 en fonction des exigences 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 les suivants.
a) Résistance à la traction
Pour déterminer la résistance à la traction, il est préférable d'avoir recours aux haltères. Les valeurs fournies
par les anneaux sont 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
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 éprouvettes anneaux et les éprouvettes haltères donnent approximativement les mêmes valeurs, à
condition que
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ISO 37:2011(F)
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 éprouvettes
annulaires de type A (éprouvette normale) et de type B (petite éprouvette). Les résultats obtenus pour un
matériau donné sont susceptibles de varier en fonction du type d'éprouvette utilisé, et 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
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.
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ISO 37:2011(F)
Tableau 1 — Longueur de la base de mesure des haltères
Type d'éprouvette Type 1 Type 1A Type 2 Type 3 Type 4
a
Longueur de la base de mesure (mm)
25  0,5 20  0,5 20  0,5 10  0,5 10  0,5
a
La longueur de la base de mesure ne doit pas être supérieure à la longueur de la partie étroite (dimension C du 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 1,0 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 I'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.
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 I'ISO 23529:2010.
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.
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ISO 37:2011(F)
Tableau 2 — Dimensions des emporte-pièce pour des éprouvettes haltères
Dimension Type 1 Type 1A Type 2 Type 3 Type 4
a
A Longueur totale (minimum) (mm) 115 100 75 50 35
B Largeur des têtes (mm) 25  1 25  1 12,5  1 8,5  0,5 6  0,5
C Longueur de la partie étroite (mm) 33  2 21  1 25  1 16  1 12  0,5
D Largeur de la partie étroite (mm) 6,2  0,2 5  0,1 4  0,1 4  0,1 2  0,1
E Rayon de raccordement extérieur (mm) 14  1 11  1 8  0,5 7,5  0,5 3  0,1
F Rayon de raccordement intérieur (mm) 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.

7.3 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.
7.4 Machine d'essai de traction
7.4.1 La machine d'essai de traction doit satisfaire aux exigences de I'ISO 5893, avec une précision de
mesure de la force conforme à la classe 2. 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 I'ISO 23529.
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.
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ISO 37:2011(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


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ISO 37:2011(F)

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 A R B
 d  d
1 2
0,5
Galets normalisés pour anneaux de type A 25  0,05 6,0 3,0 25  0,05 4,3
30
0
Galets optionnels pour anneaux de type A 0,5 22,3 — — 22,3 5,0
35
0
0,2
Galets normalisés pour anneaux de type B 1,5 0,75 1,0
4,50  0,02 4,50  0,02
5,3
0
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ISO 37:2011(F)

Légende
1 galet en rotation libre
2 galet fixe
3 direction de l'allongement
Figure 5 — Disposition des galets pour l'essai de traction sur anneaux de type A et B
8 Nombre d'éprouvettes
Au moins trois éprouvettes doivent être soumises à essai.
Il convient que le nombre d'éprouvettes soit, de préférence, décidé à l'avance tout en gardant à l'esprit que
l'utilisation de cinq éprouvettes donnera une incertitude plus faible qu'un essai avec trois éprouvettes.
9 Préparation des éprouvettes
9.1 Haltères
Les éprouvettes haltères doivent être préparées conformément aux méthodes appropriées décrites dans
I'ISO 23529. Les haltères doivent, si possible, être découpés parallèlement à la direction du grain du matériau,
à moins qu'il ne soit nécessaire d'étudier les effets du grain, auquel cas un jeu d'haltères doit également être
découpé perpendiculairement à la direction du grain.
9.2 Anneaux
Les éprouvettes annulaires doivent être préparées par découpage ou poinçonnage, en utilisant les méthodes
appropriées décrites dans I'ISO 23529, ou par moulage.
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10 Conditionnement des échantillons et des éprouvettes
10.1 Délai entre vulcanisation et essai
Pour tous les essais, le délai minimal entre la vulcanisation et l'essai doit être de 16 h.
Pour les essais ne s'appliquant pas à des produits, le délai maximal entre la vulcanisation et l'essai doit être
de 4 semaines et, pour les évaluations en vue d'une comparaison, les essais doivent, si possible, être réalisés
après le même délai.
Pour les essais s'appliquant à des produits, le délai entre la vulcanisation et l'essai doit, si possible, ne pas
dépasser 3 mois. Dans les autres cas, les essais doivent être effectués dans les 2 mois qui suivent la date de
réception du produit chez le client.
10.2 Protection des échantillons et des éprouvettes
Les échantillons et les éprouvettes doivent être protégés aussi complètement que possible de toutes sources
extérieures susceptibles de les endommager pendant la période entre la vulcanisation et l'essai; ils doivent,
par exemple, être protégés de la lumière et de la chaleur.
10.3 Conditionnement des échantillons
Conditionner tous les échantillons, sauf ceux fabriqués à partir de latex, conformément à I'ISO 23529 à une
température normale de laboratoire, sans contrôle de l'humidité, pendant une durée minimale de 3 h avant de
prélever les éprouvettes.
Conditionner tous les échantillons fabriqués à partir de latex conformément à I'ISO 23529 à une température
normale de laboratoire, avec un contrôle de l'humidité, pendant une durée minimale de 96 h avant de prélever
les éprouvettes.
10.4 Conditionnement des éprouvettes
Conditionner toutes les éprouvettes conformément à I'ISO 23529. Si la préparation des éprouvettes nécessite
un meulage, le laps de temps entre le meulage et l'essai ne doit être ni inférieur à 16 h, ni supérieur à 72 h.
Pour les essais réalisés à une température normale de laboratoire, les éprouvettes qui ne nécessitent pas de
préparation supplémentaire peuvent être immédiatement soumises à essai, si elles ont été prélevées sur des
échantillons conditionnés. Si une préparation supplémentaire est nécessaire, les éprouvettes doivent être
conditionnées pendant un minimum de 3 h à température normale de laboratoire.
Pour les essais réalisés à des températures autres qu'une température normale de laboratoire, conditionner
les éprouvettes à la température à laquelle l'essai doit être conduit pendant une durée suffisante pour qu'un
bon équilibre de la température soit atteint conformément à I'ISO 23529 (voir aussi 7.4.2).
11 Marquage des éprouvettes haltères
En cas d'utilisation d'un extensomètre sans contact, marquer les éprouvettes haltères avec deux repères
définissant la longueur de la base de mesure telle que spécifiée dans le Tableau 1, en utilisant un marqueur
approprié. L'éprouvette ne doit être soumise à aucune déformation au cours du marquage.
Les traits de repère doivent être portés sur la partie étroite de l'éprouvette, comme représenté à la Figure 2,
c'est-à-dire à égale distance du centre de l'éprouvette et perpendiculairement à son axe longitudinal.
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ISO 37:2011(F)
12 Mesurage des éprouvettes
12.1 Haltères
Mesurer l'épaisseur au centre et à chaque extrémité de la longueur de la base de mesure au moyen du
comparateur. Utiliser la valeur médiane des trois mesurages pour calculer l'aire de la section transversale.
Pour une même éprouvette, aucune des trois valeurs mesurées de l'épaisseur de la partie étroite ne doit
différer de plus de 2 % de la valeur médiane. La largeur de l'éprouvette doit être prise comme étant la
distance entre les faces internes des tranchants de l'emporte-pièce dans sa partie étroite, cette distance
devant être mesurée conformément à I'ISO 23529 à 0,05 mm près. Les éprouvettes découpées sur des
produits peuvent avoir une section transversale non rectangulaire, auquel cas la largeur doit être mesurée
directement sur l'éprouvette.
12.2 Anneaux
Mesurer la largeur radiale et l'épaisseur axiale en six points répartis à peu près régulièrement sur la
circonférence de l'anneau. Utiliser la valeur médiane de chaque jeu de mesurages pour calculer l'aire de la
section transversale. Le diamètre intérieur doit être mesuré à 0,1 mm près. Les circonférences intérieure et
moyenne sont calculées comme suit.
Circonférence intérieure    diamètre intérieur
Circonférence moyenne    (diamètre intérieur  largeur radiale)
12.3 Comparaison de groupes d'éprouvettes
Si deux groupes d'éprouvettes (soit haltères, soit annulaires) sont à comparer, l'épaisseur médiane de chaque
groupe ne doit pas différer de l'épaisseur médiane générale des deux groupes de plus de 7,5 %.
13 Mode opératoire
13.1 Éprouvettes haltères
Fixer l'éprouvette dans les mâchoires de la machine d'essai de traction, la partie droite des extrémités des
têtes étant placée de façon symétrique afin que les tensions soient uniformément réparties sur la section
transversale. Il est fortement recommandé de remettre le dynamomètre à zéro avant chaque essai. Si
nécessaire, appliquer une précontrainte de 0,1 MPa de sorte que l'éprouvette ne soit pas courbée lorsque la
longueur de la base de mesure (voir Figure 2) est mesurée. Si nécessaire, mettre en place l'extensomètre.
Mettre la machine en marche et suivre en continu les variations de la longueur de la base de mesure et de la
force tout au long de l'essai avec une exact
...