塑料拉伸、压缩及弯曲蠕变与蠕变断裂标准试验方法（D2990-17）

📋概述与适用范围

ASTM D2990‑17 是塑料长期力学性能评价的权威标准，最新版于 2017 年修订。该标准首次发布可追溯至 1970 年代，经数次更新，现已被美国国防部等机构采纳。标准全面规定了塑料在拉伸、压缩和弯曲三种加载模式下的蠕变及蠕变断裂试验方法，适用的材料范围涵盖热塑性塑料、热固性塑料、增强塑料以及电绝缘材料。

与 ISO 899 系列相比，D2990 的独特之处在于明确包含压缩蠕变试验（ISO 899 仅涉及拉伸和弯曲），且技术细节存在差异，因此两类标准的结果不可直接比较。标准强调在特定环境条件下进行长时间恒定应力加载，以获得材料应变随时间演化及断裂失效的数据。这些数据直接服务于工程设计，尤其适用于管道、储罐、复合材料结构件等需评估长期变形的场景。

标准引用了多项 ASTM 基础试验方法，如 D638（拉伸性能）、D695（压缩性能）、D790（弯曲性能）以及 D618（状态调节）等，试验步骤与试样制备均需参照这些配套标准执行。此外，D2990 还明确指出，对于部分韧性塑料，蠕变断裂仅发生在拉伸模式下，弯曲或压缩可能仅出现大变形而不破裂，故将拉伸蠕变断裂作为首选方法。

⚙️试验原理与方法

蠕变试验的核心原理是：对试样施加恒定的轴向（拉伸或压缩）或横向（弯曲）应力，在恒定的温度、湿度条件下，连续测量应变（或位移）随时间的变化，记录整个蠕变曲线直至断裂或设定的终止时间。典型的蠕变曲线包含初始弹性应变、随时间缓慢增加的稳态蠕变以及加速蠕变阶段（若发生断裂）。

拉伸蠕变试验采用 D638 规定的 I 型哑铃状试样；压缩蠕变使用 D695 规定的方柱或圆柱试样；弯曲蠕变则采用 D790 规定的矩形截面试样，以三点弯曲为主（也可选四点弯曲，依据 D6272）。所有试样均须在 D618 规定的标准环境下进行状态调节。加载装置需能够快速（建议 1 s 内）将应力施加至目标水平，并保持恒定偏差不超过 ±1 %。应变测量采用分辨率不低于