ASTM D412 e ISO 37: ensaio de tração de borracha, corpos de prova, velocidade e cálculos

A ASTM D412 e a ISO 37 são as normas de ensaio de tração de borracha vulcanizada e de elastômero termoplástico: um corpo de prova em forma de gravata ou de anel é esticado a 500 mm/min até romper, e se registram a resistência à tração, o alongamento na ruptura e a tensão a alongamentos dados, como 100 % e 300 %. As edições vigentes são a ASTM D412-16, reaprovada em 2021, e a ISO 37:2024, sétima edição. As duas calculam toda tensão com a área original do corpo de prova, S = F / A₀, e todo alongamento sobre a distância inicial entre duas marcas, E = 100 × (L − L₀) / L₀. O "módulo a 300 %" que aparece nas fichas de borracha é uma dessas tensões, e não o módulo de elasticidade.

Em resumo:

• Corpo de prova padrão: a gravata Die C da D412 (trecho estreito de 6 mm, marcas a 25 mm) e o tipo 1 da ISO 37 (6,2 mm, base de 25 mm), cortados com faca de corte de uma chapa de cerca de 2 mm.
• Velocidade: 500 ± 50 mm/min na D412; na ISO 37, 500 mm/min nos corpos de prova maiores e 200 ou 100 mm/min nos miniatura.
• Máquina: a D412 pede força com erro de até ±2 % e pelo menos 750 mm de separação das garras a velocidade uniforme; a ISO 37:2024 pede força de classe 1 pela ISO 5893.
• Não são a mesma norma: corpos de prova, bases de medida e exigências de máquina diferem, e o resultado de uma não substitui o da outra.

As duas normas são pagas e vendidas pela ASTM e pela ISO. Este guia as explica com palavras próprias, para o laboratório que vai aplicá-las e para quem vai comprar o equipamento, com os requisitos numéricos essenciais e a fonte de cada um.

O que são a ASTM D412 e a ISO 37 e quais edições valem

O ensaio de tração aplica ao corpo de prova uma força axial crescente, a velocidade controlada, e registra força e alongamento até a ruptura. Em metais e plásticos, o interesse está no trecho inicial da curva, onde o material é rígido, e no escoamento. Na borracha o comportamento é outro: ela estica várias vezes o próprio comprimento sob tensões de poucos megapascals e volta quase toda ao tamanho original quando a força é retirada. Por isso as normas de borracha usam corpos de prova curtos, velocidades altas e resultados lidos em alongamentos de centenas de por cento. O ensaio aparece no recebimento de composto, na liberação de lotes de vedações, mangueiras, correias, solados, luvas e pneus, e nas especificações de material.

A ASTM D412, Standard Test Methods for Vulcanized Rubber and Thermoplastic Elastomers, Tension, cobre a borracha termofixa vulcanizada, isto é, curada com ligações cruzadas entre as cadeias, e o elastômero termoplástico (TPE), que se comporta como borracha à temperatura ambiente mas pode ser refundido. A norma não se aplica a ebonite nem a materiais duros de baixo alongamento. Ela traz dois métodos: o método A, com corpo de prova em gravata ou reto, e o método B, com anel cortado. A própria norma avisa que os dois não dão resultados idênticos. Na loja da ASTM, conferida em 01/10/2026, a edição vigente é a D412-16, reaprovada em 2021 sem mudança técnica, e não há edição mais nova. Páginas que ainda citam a D412-06 ou a D412-06a mostram edições substituídas.

A ISO 37, Rubber, vulcanized or thermoplastic: Determination of tensile stress-strain properties, mede as mesmas grandezas e acrescenta duas: o alongamento a uma tensão dada e o escoamento, que só aparece em alguns elastômeros termoplásticos e compostos. A edição vigente é a ISO 37:2024, sétima edição, publicada em maio de 2024, conforme a página da ISO consultada em 01/10/2026. Ela substituiu a ISO 37:2017, que o buscador ainda mostra com destaque. As mudanças informadas pela ISO são um cronograma de calibração do equipamento em anexo e correções de designações e símbolos.

No Brasil existe a ABNT NBR ISO 37:2014, adoção de uma edição da ISO 37 anterior à de 2017. No catálogo da ABNT distribuído pela Target, o campo "Situação" da ficha mostra a norma como vigente em 01/10/2026. O aviso de "norma cancelada" que aparece na mesma página é genérico do site e não se refere à ficha. Como a adoção brasileira segue um texto internacional mais antigo, o contrato ou a especificação do material deve dizer qual norma e qual edição o laboratório executa.

Em especificações de origem europeia aparece também a DIN 53504, norma alemã do mesmo ensaio, com corpos de prova próprios, como o S2. Ela não substitui a D412 nem a ISO 37: o laudo segue a norma que o contrato cita. A numeração parecida também confunde a busca: a ISO 37001, de sistemas de gestão antissuborno, e a ISO 37000, de governança de organizações, não têm relação com borracha.

Corpos de prova: gravata, corpo reto e anel

O corpo de prova mais usado nas duas normas é a gravata (também chamada de haltere; em inglês, dumbbell ou dogbone): duas cabeças largas, que ficam nas garras, ligadas por concordâncias curvas a um trecho estreito e reto, onde a tensão é maior e a ruptura deve acontecer. No trecho estreito marcam-se duas referências sem esticar a borracha; a distância entre elas é a base de medida, L₀, sobre a qual se calcula o alongamento. A gravata é cortada de uma chapa vulcanizada com uma faca de corte (matriz), uma lâmina com o contorno da gravata, num único golpe. A largura do trecho estreito é a distância entre os gumes da faca, e não se mede no corpo de prova.

Na foto, uma gravata de borracha esticada entre as garras durante o ensaio, com as duas marcas que delimitam a base de medida; na bancada, gravatas ainda não ensaiadas e um anel, os dois formatos de corpo de prova que a norma admite.

As facas de corte da ASTM D412

A D412 define seis facas, de A a F, em unidades métricas. A Die C é a padrão: trecho estreito de 6 mm de largura e 33 mm de comprimento, com as marcas a 25 mm. As facas A, B, E e F têm trecho estreito mais longo e marcas a 50 mm; a D, um trecho de só 3 mm de largura para pouco material. A tabela resume as cotas principais, em milímetros:

Faca	Trecho estreito (largura × comprimento)	Comprimento total mín. / cabeças	Distância entre marcas
A	12 × 59	140 / 25	50,0 ± 0,5
B	6 × 59	140 / 25	50,0 ± 0,5
C (padrão)	6 × 33	115 / 25	25,00 ± 0,25
D	3 × 33	100 / 16	25,00 ± 0,25
E	3 × 59	125 / 16	50,0 ± 0,5
F	6 × 59	125 / 16	50,0 ± 0,5

A espessura do corpo de prova fica entre 1,3 e 3,3 mm, e é de 2,0 ± 0,2 mm quando a chapa é moldada em laboratório pela ASTM D3182. A norma também tem facas em polegadas, que não são cópia exata das métricas. É daí que vem a "Die C de 6,35 mm" citada em algumas páginas: uma mistura das duas tabelas. Guias de fabricantes que atribuem à Die C uma espessura de 3 mm também simplificam demais: 3 mm cabe na faixa admitida, mas a chapa moldada padrão tem 2,0 ± 0,2 mm. O laudo diz qual faca foi usada e qual espessura foi medida.

Quando não é possível cortar uma gravata, como em tiras estreitas, tubos pequenos ou isolação de fio, o método A admite o corpo de prova reto. Num tubo, a área da seção pode vir da massa, da densidade e do comprimento da amostra, em vez de medição direta. O corpo reto tende a romper na garra, porque não há trecho mais estreito que concentre a tensão longe dela.

Os tipos de gravata da ISO 37

A ISO 37:2024 tem cinco gravatas: os tipos 1, 1A, 2, 3 e 4. O tipo 1 é o mais próximo da Die C, com trecho estreito de 6,2 mm e a mesma base de 25 mm. O tipo 1A é mais curto, com base de 20 mm, e foi desenhado para distribuir a deformação de forma mais uniforme no trecho estreito. O tipo 2 é menor, também com base de 20 mm. Os tipos 3 e 4 são miniatura e só se usam quando há pouco material, como em anéis de vedação de tubo e coberturas de cabo. A tabela resume, em milímetros:

Tipo	Trecho estreito (largura × comprimento)	Base de medida / espessura	Comprimento total mín. / velocidade
1	6,2 × 33	25 / 2,0 ± 0,2	115 / 500 mm/min
1A	5 × 21	20 / 2,0 ± 0,2	100 / 500 mm/min
2	4 × 25	20 / 2,0 ± 0,2	75 / 500 mm/min
3	4 × 16	10 / 2,0 ± 0,2	50 / 200 mm/min
4	2 × 12	10 / 1,0 ± 0,1	35 / 200 mm/min

Quando o corpo de prova é tirado de uma peça pronta, a ISO aceita espessura maior, até 3,0 mm nos tipos 1 e 1A, 2,5 mm nos tipos 2 e 3 e 2,0 mm no tipo 4. A norma também avisa que os corpos de prova pequenos tendem a dar resistência e alongamento maiores que os grandes. O esquema abaixo põe a Die C e os tipos 1, 1A e 2 na mesma escala, com as marcas da base de medida em laranja: a Die C e o tipo 1 quase se sobrepõem, mas a diferença de 0,2 mm na largura já basta para os resultados não serem tratados como iguais.

O ensaio de anel

No anel não há garras. Ele é passado em volta de dois carretéis (na ISO, polias), que se afastam durante o ensaio. A D412 tem dois anéis: o tipo 1, padrão, com circunferência interna de 50,0 mm (diâmetro interno de 15,92 mm) e largura radial de 1,0 mm, e o tipo 2, com circunferência média de 100,0 mm (diâmetro interno de 29,8 mm) e largura radial de 2,0 mm. Os carretéis são lubrificados com um óleo que não ataque a borracha, para o anel deslizar e esticar por igual. Na ISO 37, o anel tipo A tem diâmetro interno de 44,6 mm e seção de 4 × 4 mm e é ensaiado a 500 mm/min; o tipo B, miniatura, tem 8 mm de diâmetro interno e seção de 1 × 1 mm, a 100 mm/min. Uma das polias é acionada a 10 a 15 rpm, de modo que o anel gira enquanto estica.

O cálculo do anel tem uma particularidade. Quando a distância entre os carretéis aumenta L, o perímetro do anel aumenta 2·L, e por isso o alongamento é 200 × L dividido pela circunferência. Só que o lado interno do anel estica mais que o externo: a deformação não é uniforme na largura. A D412 resolve isso com duas referências. A circunferência média entra no cálculo da tensão a um alongamento dado, porque representa a seção inteira; a circunferência interna entra no alongamento na ruptura, porque a fratura começa no lado mais esticado. O esquema mostra o anel tipo 1 em repouso e esticado: o mesmo afastamento de 25 mm corresponde a 100 % pela circunferência interna e a 94 % pela média.

A ISO 37 é explícita sobre a escolha entre os dois formatos: para resistência à tração, a gravata é preferível, porque o anel dá valores menores, às vezes muito menores. Para o alongamento na ruptura, os dois se aproximam quando o anel é calculado pela circunferência interna. O anel é preferido em ensaios automatizados e quando a peça já tem forma de anel. A forma geral dos corpos de prova de tração está no artigo sobre corpo de prova.

Preparação: espessura, corte, grão e prazo

A espessura é a medida que mais pesa no resultado, porque a largura vem da faca. A D412 manda medir a espessura em três pontos do trecho estreito, no centro e perto das duas extremidades, e usar a mediana das três leituras no cálculo da área. Se a diferença entre a maior e a menor leitura passar de 0,08 mm, o corpo de prova é descartado: a seção varia demais para a tensão calculada representar a ruptura. A ISO 37 manda medir a espessura pelos procedimentos da ISO 23529, a norma geral de preparação de corpos de prova de borracha.

A chapa de borracha tem um grão: a direção em que o material escoou na calandragem ou na moldagem, que orienta as cadeias e as cargas. A resistência e o alongamento medidos ao longo do grão diferem dos medidos através dele. As duas normas mandam cortar paralelo ao grão, salvo quando o objetivo é estudar o efeito da direção, e o laudo registra a orientação. A faca precisa estar afiada e sem mossas: um dente na lâmina deixa um entalhe na borda do trecho estreito, e a ruptura começa ali.

O tempo entre a vulcanização e o ensaio também é controlado. A ISO 37 exige pelo menos 16 horas, para a borracha se estabilizar depois da cura, e no máximo 4 semanas, para o resultado não incluir envelhecimento; para ensaio de produto, o prazo vai a 3 meses. A D412 condiciona os corpos de prova a 23 ± 2 °C por pelo menos 3 horas, e por 24 horas a 50 ± 5 % de umidade se o material for sensível à umidade. A ISO 37 usa as temperaturas padrão da ISO 23529.

Máquina, garras e medição do alongamento

A máquina para ensaio de tração de borracha precisa medir forças pequenas, de dezenas a centenas de newtons, ao longo de um deslocamento de centenas de milímetros, e as exigências das duas normas partem desse problema. Uma gravata Die C de 2 mm tem 12 mm² de seção; um composto de 5 MPa rompe com cerca de 60 N, e um de 25 MPa com cerca de 300 N. O mesmo corpo de prova, se romper a 800 % de alongamento, leva as marcas de 25 mm para 225 mm.

A D412 pede uma máquina motorizada que mantenha 500 ± 50 mm/min por pelo menos 750 mm de separação das garras e meça a força com erro de até ±2 %. Para o alongamento, prefere extensômetro ou outro sistema que acompanhe as marcas, e pede que a máquina consiga registrar o alongamento em passos de 10 %. A ISO 37:2024 exige máquina conforme a ISO 5893 com medição de força de classe 1, um passo acima da classe 2 que a edição de 2011 pedia, e, quando se usa extensômetro, classe D para os tipos 1, 1A e 2 e classe E para os tipos 3 e 4. A máquina deve oferecer pelo menos as velocidades de 100, 200 e 500 mm/min.

A borracha afina muito ao esticar. Uma garra de aperto fixo, que prende bem no início, perde pressão à medida que a cabeça do corpo de prova emagrece, e a borracha escorrega. Por isso se usam garras que mantêm ou aumentam a pressão sozinhas: pneumáticas, de pressão constante, ou de autoaperto, como as de alavanca e de rolo excêntrico, em que a própria força de tração fecha o mordente. Aperto demais é o erro oposto: esmaga a cabeça e a ruptura acontece na garra.

O alongamento pode ser lido de três formas. A primeira é acompanhar as marcas com um extensômetro de longas deformações, com braços que seguem o corpo de prova por um curso de centenas de milímetros. A segunda é a medição óptica, sem contato, por vídeo. A terceira é o deslocamento da travessa. A travessa é o caminho mais simples e o menos correto: ela inclui o estiramento das concordâncias e das cabeças, e o escorregamento nas garras, e superestima o alongamento da base de medida. Os extensômetros de contato têm um cuidado próprio: com força de aperto demais, a faca pinça a borracha e provoca ruptura prematura no ponto de contato; com força de menos, escorrega.

Como é feito o ensaio de tração em borracha: velocidade e execução

O ensaio de tração em borracha estica o corpo de prova a velocidade constante até a ruptura, e a norma fixa essa velocidade porque a resposta da borracha muda com ela. A velocidade padrão da D412 é de 500 ± 50 mm/min. A norma admite 1.000 ± 100 mm/min, desde que relatada; em caso de disputa entre laboratórios, repete-se a 500. Há uma exceção para materiais que escoam com menos de 20 % de alongamento, como alguns elastômeros termoplásticos: o ensaio começa a 50 ± 5 mm/min e, conforme o caso, a 5 ± 0,5 mm/min, para o escoamento não ser atropelado. Na ISO 37, a velocidade depende do corpo de prova: 500 mm/min nos tipos 1, 1A e 2 e no anel A; 200 mm/min nos tipos 3 e 4; 100 mm/min no anel B.

A sequência do ensaio é a mesma nas duas normas:

1. Marcar a base de medida com o corpo de prova sem tensão, com as marcas à mesma distância do centro.
2. Fixar o corpo de prova nas garras de forma simétrica, sem torção, e zerar a força. A ISO 37 admite uma pré-tensão de 0,1 MPa, para o corpo de prova não ficar curvado quando a base é medida.
3. Esticar na velocidade da norma até a ruptura, registrando a força nos alongamentos especificados e na ruptura.
4. Conferir onde o corpo de prova rompeu. A ISO 37 descarta e repete o ensaio quando a ruptura acontece fora do trecho estreito ou quando o escoamento acontece fora da base de medida.

A D412 manda preparar cinco gravatas por amostra. A ISO 37 exige no mínimo três e lembra que cinco reduzem a incerteza. O resultado de cada propriedade é a mediana do conjunto, e não a média, pelo motivo explicado na seção de interpretação.

O que se calcula: tensão a 100 % e 300 %, resistência e alongamento

Todas as tensões das duas normas são de engenharia: a força do instante dividida pela área original do trecho estreito, A₀ = largura da faca × espessura mediana. Com 500 % de alongamento, a seção real é várias vezes menor que a original, e a tensão verdadeira seria várias vezes maior; a norma usa a área original de propósito, porque é a única que se mede com segurança. A diferença entre tensão de engenharia e verdadeira está no artigo sobre o diagrama tensão-deformação.

Os resultados são:

• Tensão a um alongamento dado (S100, S300 ou, na D412, T100, T300): a força quando o corpo de prova atinge 100 % ou 300 % de alongamento, dividida por A₀.
• Resistência à tração (TS na D412, S_max na ISO): a maior força do ensaio dividida por A₀.
• Tensão na ruptura (S_b na ISO): a força no instante da ruptura dividida por A₀. Sem escoamento, coincide com a resistência à tração.
• Alongamento na ruptura (E_b): 100 × (L_b − L₀) / L₀, com L_b a distância entre as marcas na ruptura. A D412 o arredonda aos 10 % mais próximos.
• Alongamento a uma tensão dada (ISO): o inverso da primeira grandeza, útil em especificações de rigidez.
• Deformação permanente em tração (tensile set, só na D412): o corpo de prova é esticado até um alongamento fixado em cerca de 15 s, mantido assim por 10 min, solto e deixado em repouso por 10 min; a distância final entre as marcas dá 100 × (L_final − L₀) / L₀.

A deformação permanente mede quanto a borracha deixa de voltar. Uma vedação que fica esticada ou comprimida por muito tempo perde força de contato justamente por essa fração que não recupera. O conceito de recuperação está em deformação elástica.

Valores típicos de resistência à tração e alongamento na ruptura

A resistência à tração de uma borracha vulcanizada comercial fica, na maioria dos compostos, entre 4 e 25 MPa, e o alongamento na ruptura entre 100 e 800 %. A faixa é larga porque o resultado depende do polímero, da carga, do grau de cura e da dureza, e não só do nome da borracha. A tabela dá a ordem de grandeza de três famílias, com os níveis corrente, médio e alto indicados pelo portal técnico Ciência e Tecnologia da Borracha (ctborracha.com):

Borracha	Resistência à tração (corrente / médio / alto)	Alongamento na ruptura (corrente / médio / alto)
NR (borracha natural)	10 / 14 / 25 MPa	200 / 400 / 800 %
EPDM	7 / 10 / 16 MPa	150 / 300 / 500 %
Silicone (tipo FMQ, na designação da fonte)	4 / 7 / 9 MPa	100 / 250 / 400 %

Esses números servem para conferir se um resultado é plausível, e não substituem a especificação. Classificações como a ASTM D2000 fixam a resistência e o alongamento mínimos de cada classe de material, e a mesma fonte lembra que a especificação de um cliente não deve exigir valores que o tipo de borracha não alcança. Os 18 MPa e 500 % do exercício 1, mais adiante, ficam entre os níveis médio e alto da borracha natural.

Como interpretar a norma

As duas normas são escritas em forma de procedimento e quase não justificam as escolhas. Os pontos abaixo são os que mais geram leitura errada no laboratório, na ficha técnica e no contrato de compra.

O "módulo a 300 %" é o módulo de elasticidade?

Não. É uma tensão: a força a 300 % de alongamento dividida pela área original, em MPa. O nome "módulo" é tradição da indústria da borracha, e a própria ISO 37:2024 alerta, na definição de tensão a um alongamento dado, para não confundir as duas coisas. O módulo de elasticidade é a inclinação do trecho linear inicial da curva, e a curva da borracha não tem trecho linear útil: começa com uma inclinação moderada, perde inclinação entre 100 e 300 % e, em muitos compostos, volta a subir em alongamentos altos. Na borracha natural, essa última subida vem da cristalização induzida pela deformação. Dividir o S300 por 3 não dá a rigidez inicial do material. O S100 e o S300 servem para comparar compostos e controlar lotes, porque refletem o grau de cura e a quantidade de carga.

Resistência à tração ou tensão na ruptura: qual reportar?

Na maioria das borrachas vulcanizadas a tensão sobe até o fim, e a força máxima acontece na ruptura: os dois valores coincidem. Em elastômeros termoplásticos e alguns compostos, a curva tem um máximo seguido de queda antes da ruptura, e a ISO 37 separa S_max de S_b. A especificação do material diz qual entra na aceitação; na falta dela, o laudo traz os dois quando forem diferentes. O conceito de resistência máxima está em limite de resistência à tração, e o de escoamento em limite de escoamento.

Por que a mediana, e não a média?

Porque a ruptura da borracha nasce em defeitos: uma bolha, uma partícula de carga mal dispersa, um entalhe da faca. Um único corpo de prova com defeito rompe muito antes dos outros e arrastaria a média para baixo; um valor anormalmente alto a deslocaria para cima. A mediana ignora o extremo isolado sem precisar de critério de descarte. A ISO 37 acrescenta uma regra para comparar grupos: a espessura mediana de cada grupo deve ficar dentro de 7,5 % da mediana geral, porque a espessura influi no resultado.

O que fazer quando o corpo de prova rompe fora das marcas?

Pela ISO 37, ruptura fora do trecho estreito invalida o corpo de prova, que é substituído. O problema é mais comum do que parece. No ensaio interlaboratorial publicado no anexo da ISO 37:2024, com 23 laboratórios e borracha natural, mais da metade dos corpos de prova do tipo 1 e quase metade dos do tipo 2 romperam fora da base de medida; o tipo 1A rompeu fora com frequência bem menor. É o motivo de o tipo 1A existir: a análise por elementos finitos citada pela norma mostrou deformação mais uniforme no seu trecho estreito. Os resultados do 1A ficaram muito próximos dos do tipo 1, mas não idênticos. Se as rupturas fora da base se repetem, conferir a faca, o alinhamento e o aperto das garras antes de trocar de corpo de prova.

Um corpo de prova já esticado pode ser ensaiado de novo?

Não. A borracha com carga amolece depois do primeiro carregamento: no segundo ciclo até a mesma deformação, a tensão é menor. É o efeito Mullins, descrito por L. Mullins em 1969 na Rubber Chemistry and Technology. As duas normas medem o corpo de prova virgem, então não se reaproveita uma gravata que escorregou na garra depois de esticada, nem se faz um "pré-ciclo" que o método não pede.

Temperatura e envelhecimento mudam o resultado?

Mudam, e de forma diferente em cada material. A D412 avisa que velocidade e temperatura afetam o resultado e que só se comparam materiais ensaiados nas mesmas condições. O ensaio de tração também é a régua dos ensaios de envelhecimento acelerado, como os da ABNT NBR ISO 188: mede-se a resistência e o alongamento antes e depois de um período em estufa, e a especificação limita a variação percentual. Nesse uso, os dois grupos precisam ser ensaiados pela mesma norma, com o mesmo corpo de prova e na mesma velocidade.

O resultado de tração diz como a peça vai se comportar em serviço?

Não sozinho. A D412 declara que as propriedades de tração não preveem diretamente o desempenho do produto, porque a peça trabalha em compressão, cisalhamento, fadiga, calor e contato com fluidos. A tração é o ensaio de controle de qualidade e de especificação: classificações como a ASTM D2000, de borracha para a indústria automotiva, usam resistência e alongamento mínimos. A dureza Shore A costuma acompanhar a tração na mesma ficha; o assunto está no artigo sobre ensaio de dureza.

ASTM D412 × ISO 37 × ASTM D638

D412 e ISO 37 tratam do mesmo ensaio com escolhas diferentes, e as diferenças mudam o número. A tabela resume as principais:

Item	ASTM D412-16(2021)	ISO 37:2024
Gravata padrão	Die C: 6 mm, marcas a 25 mm	tipo 1: 6,2 mm, base de 25 mm; tipos 1A e 2 com base de 20 mm
Espessura	1,3 a 3,3 mm (2,0 ± 0,2 em chapa D3182)	2,0 ± 0,2 mm (tipo 4: 1,0 ± 0,1)
Anel	tipos 1 e 2 em carretéis lubrificados	tipos A e B em polias, uma acionada
Velocidade	500 ± 50 mm/min (alternativa 1.000; 50 e 5 com escoamento abaixo de 20 %)	500, 200 ou 100 mm/min conforme o corpo de prova
Máquina	força ±2 %; 750 mm de separação	ISO 5893, força classe 1; extensômetro classe D ou E
Deformação permanente	incluída	não incluída

A consequência é que as duas normas são parecidas, mas não equivalentes. Por isso o laudo identifica a norma, a edição, o corpo de prova, a velocidade e a temperatura, como detalhado na seção sobre o relatório; sem isso, o número não se compara com outro.

A confusão com a ASTM D638 é frequente porque o formato é parecido: o corpo de prova tipo IV da D638, segundo a própria D638-22, tem dimensões essencialmente iguais às da Die C. Mas a D638 é para plásticos rígidos e semirrígidos de 1 a 14 mm, escolhe a velocidade entre 5, 50 e 500 mm/min pela duração do ensaio e calcula módulo de elasticidade e escoamento com extensômetro de alta resolução. A D412 é para borracha, roda a 500 mm/min e calcula tensões a alongamentos dados e deformação permanente. Mesmo formato, materiais e cálculos diferentes. Para metais, o guia equivalente é o de ASTM E8 e ISO 6892-1.

Exercícios resolvidos

Os cinco exercícios seguem a ordem do laboratório: gravata da D412, gravata da ISO 37, anel, deformação permanente e escolha da máquina. Todos os números foram refeitos à mão.

Exercício 1: gravata Die C pela ASTM D412, método A

Uma gravata Die C tem espessuras medidas de 2,02, 1,98 e 2,00 mm no trecho estreito, e as marcas estão a 25,00 mm. Durante o ensaio, a força é de 24 N quando as marcas estão a 50 mm, de 96 N quando estão a 100 mm, e o corpo de prova rompe com 216 N, com as marcas a 150 mm.

1. Validade: a diferença entre a maior e a menor espessura é 2,02 − 1,98 = 0,04 mm, abaixo de 0,08 mm. O corpo de prova vale. A mediana é 2,00 mm.
2. Área: A₀ = 6 × 2,00 = 12,0 mm².
3. Tensão a 100 %: com as marcas a 50 mm, E = 100 × (50 − 25) / 25 = 100 %; S100 = 24 / 12,0 = 2,0 MPa.
4. Tensão a 300 %: a 100 mm, E = 100 × (100 − 25) / 25 = 300 %; S300 = 96 / 12,0 = 8,0 MPa.
5. Resistência à tração: TS = 216 / 12,0 = 18,0 MPa.
6. Alongamento na ruptura: E_b = 100 × (150 − 25) / 25 = 500 %, já múltiplo de 10 %.

Note que S300 / 3 = 2,7 MPa, diferente do S100 de 2,0 MPa: a curva não é uma reta, e nenhum dos dois valores é um módulo de elasticidade.

Exercício 2: gravata tipo 1A pela ISO 37

Um elastômero termoplástico é ensaiado em gravatas tipo 1A, com espessura mediana de 2,05 mm. A força máxima é de 160 N. Na ruptura, a força é de 155 N e a base de medida chega a 112 mm.

1. Espessura: 2,05 mm está dentro de 2,0 ± 0,2 mm.
2. Área: A₀ = 5 × 2,05 = 10,25 mm².
3. Resistência à tração: S_max = 160 / 10,25 = 15,6 MPa.
4. Tensão na ruptura: S_b = 155 / 10,25 = 15,1 MPa. Como S_b é menor que S_max, a tensão caiu antes da ruptura, e o laudo traz os dois valores.
5. Alongamento na ruptura: a base do tipo 1A é de 20 mm, então E_b = 100 × (112 − 20) / 20 = 460 %.
6. Velocidade: 500 mm/min, a do tipo 1A.

Os gráficos abaixo mostram as duas curvas, desenhadas para passar pelos valores calculados: à esquerda, a gravata do exercício 1, que sobe até romper, com a inclinação inicial tracejada para mostrar que ela não tem relação simples com o S300; à direita, a do exercício 2, em que a tensão passa por um máximo e cai antes da ruptura.

Exercício 3: anel tipo 1 pela ASTM D412, método B

Um anel tipo 1 tem circunferência interna de 50,0 mm e largura radial de 1,0 mm. Os carretéis do exercício têm 30 mm de circunferência cada, valor escolhido só para a conta. O anel rompe quando a separação dos carretéis aumentou 125 mm em relação à posição inicial.

1. Circunferência média: o diâmetro médio é o interno mais uma largura radial, então a circunferência média é 50,0 + π × 1,0 = 53,14 mm.
2. Posição inicial dos carretéis: o anel em volta dos dois carretéis tem comprimento igual a uma circunferência de carretel mais duas vezes a distância entre centros. Para o anel ficar justo, sem tensão: (50,0 − 30) / 2 = 10,0 mm entre centros.
3. Alongamento na ruptura, pela circunferência interna: E = 200 × 125 / 50,0 = 500 %.
4. Separação para ler a tensão a 100 %, pela circunferência média: L = 100 × 53,14 / 200 = 26,6 mm. A força nesse ponto se divide entre as duas pernas do anel, que trabalham lado a lado; por isso a área que entra no S100 é a das duas seções, 2 × largura radial × espessura.

Exercício 4: deformação permanente pela ASTM D412

Uma gravata com marcas a 25,0 mm é esticada até 100 % de alongamento, mantida assim por 10 min, solta e deixada em repouso por 10 min. A distância final entre as marcas é de 26,5 mm. A deformação permanente é 100 × (26,5 − 25,0) / 25,0 = 6 %: a borracha recuperou 94 % do alongamento imposto.

Exercício 5: escolha da célula de carga e do curso

O composto do exercício 1 rompe com 216 N. A célula de carga deve ser escolhida para que a maior força use boa parte da capacidade e a menor força de interesse, os 24 N do S100, ainda caia dentro da faixa verificada da célula, informada no certificado de verificação pela ABNT NBR ISO 7500-1. Numa célula de 0,5 kN, os 216 N usam 43 % da capacidade e os 24 N, 4,8 %. Numa célula de 10 kN, os mesmos 24 N seriam 0,24 % da capacidade, provavelmente abaixo da faixa verificada. Para borracha, células de 0,5 ou 1 kN cobrem quase todos os compostos; o raciocínio geral está no artigo sobre célula de carga.

O curso é o outro limite. A 500 %, a base de 25 mm vai a 150 mm, um aumento de 125 mm só entre as marcas; um elastômero termoplástico de 1.000 % leva a mesma base a 275 mm. A travessa anda mais que isso, porque as concordâncias e as cabeças também esticam. É o motivo da exigência de 750 mm de separação das garras na D412 e de existirem máquinas de coluna estendida para borracha. O extensômetro precisa do mesmo cuidado: o de 250 mm de curso acompanha uma base de 25 mm até 1.000 %, e o de 150 mm, até 600 %.

O que o relatório do ensaio de tração de borracha deve informar

O relatório do ensaio de tração de borracha é o documento que permite repetir e comparar o resultado: sem a identificação do método, um valor em MPa não se compara com outro. As duas normas têm uma seção própria de relatório; a lista resume o que um laudo completo traz, com os itens que mais faltam na prática:

• Norma e edição, por exemplo ASTM D412-16(2021) método A ou ISO 37:2024.
• Material e amostra: identificação do composto ou da peça, data de vulcanização, quando conhecida, e data do ensaio.
• Corpo de prova: faca ou tipo (Die C, tipo 1, tipo 1A, anel), direção de corte em relação ao grão e espessura mediana.
• Condições: temperatura, condicionamento, velocidade e forma de medir o alongamento (extensômetro, vídeo ou travessa).
• Resultados: número de corpos de prova, valores individuais e a mediana de cada propriedade: S100, S300, resistência à tração, tensão na ruptura quando diferente e alongamento na ruptura.
• Ocorrências: corpos de prova descartados e o motivo, como ruptura fora da base de medida ou espessura fora da tolerância.

O software da máquina monta o relatório a partir da curva, mas a escolha da norma, do corpo de prova e da velocidade é do laboratório e precisa constar no documento.

Erros comuns na aplicação das normas

Os erros abaixo aparecem em laboratório e em páginas que explicam as normas, e cada um tem correção direta:

1. Chamar o S300 de módulo de elasticidade e usá-lo em cálculo de rigidez. É uma tensão a um alongamento dado.
2. Comparar Die C com ISO 37 tipo 2, ou gravata com anel, como se fossem o mesmo ensaio. Largura, base e formato mudam o resultado.
3. Usar o deslocamento da travessa como alongamento sem dizer. Ele superestima o alongamento da base de medida.
4. Aceitar ruptura na garra ou na concordância. A ISO 37 manda descartar e repetir. Causas comuns: aperto excessivo, faca com mossa e desalinhamento.
5. Usar garra de aperto fixo, que perde pressão quando a borracha afina e deixa o corpo de prova escorregar.
6. Extensômetro de contato mal ajustado, que pinça a borracha e provoca ruptura no ponto de contato, ou escorrega.
7. Medir a espessura num ponto só, ou aceitar corpo de prova com variação acima de 0,08 mm na D412.
8. Ignorar o grão: cortar através dele sem registrar.
9. Reensaiar corpo de prova já esticado, que amoleceu pelo efeito Mullins, ou ensaiar fora da janela de 16 horas a 4 semanas depois da vulcanização da ISO 37.
10. Citar edição substituída, como a D412-06 ou a ISO 37:2017. As vigentes são a D412-16(2021) e a ISO 37:2024.
11. Aplicar a D412 a ebonite ou a borracha dura de baixo alongamento, que ficam fora do escopo.
12. Copiar cotas de páginas de fabricante, como a "Die C de 6,35 mm", que mistura as tabelas métrica e em polegadas da D412. A cota vem da norma ou do certificado da faca.

Equipamento para o ensaio de tração de borracha

As duas normas se aplicam numa máquina universal de ensaios com velocidade constante de travessa, célula de carga pequena, garras que acompanhem o afinamento da borracha e extensômetro de grande curso. Na linha M2 da Biopdi, a máquina de coluna simples MBIOI-10-M2 é oferecida em 2, 5 ou 10 kN, com velocidade de 0,02 a 500 mm/min, o que cobre os 500 mm/min padrão das duas normas. O modelo padrão tem 890 mm de curso vertical, e a versão de coluna estendida chega a 1.290 mm, pensada para elastômeros e filmes de alto alongamento. A separação útil entre garras depende das garras montadas, e é ela que se compara aos 750 mm da D412. A coluna estendida aceita células de 0,1 a 10 kN, com classe 1 pela ABNT NBR ISO 7500-1:2023. O painel abaixo mostra a máquina, o papel de cada parte no ensaio de borracha e os dispositivos usados.

A página da máquina não declara conformidade com a D412 ou com a ISO 37; a configuração para cada norma (célula, garras, extensômetro e método no software) é definida na proposta. O método é configurado no software BioLab, que calcula os resultados por fórmula a partir da curva. O funcionamento interno da máquina está em máquina universal de ensaio. Para uma proposta com a configuração do seu laboratório, solicite um orçamento.

Normas citadas

A tabela reúne as normas citadas neste guia, com a edição vigente conferida na página oficial da ASTM, da ISO ou no catálogo da ABNT: a D412, a ISO 37 e a NBR ISO 37 em 01/10/2026, as demais em 30/09/2026.

Norma	Assunto	Edição
ASTM D412	tração de borracha vulcanizada e elastômero termoplástico	D412-16 (reaprovada em 2021)
ISO 37	propriedades tensão-deformação em tração de borracha	2024 (7ª edição)
ABNT NBR ISO 37	adoção brasileira de edição anterior da ISO 37	2014 (vigente no catálogo)
ISO 5893	máquinas de ensaio de borracha e plásticos	2019, com emenda de 2020 (confirmada em 2025)
ISO 23529	preparação e condicionamento de corpos de prova de borracha	2016 (confirmada em 2021)
ASTM D3182	preparação de compostos e chapas vulcanizadas padrão	D3182-21a (reaprovada em 2025)
ASTM D2000	classificação de borracha para uso automotivo	D2000-18 (reaprovada em 2024)
ASTM D638	tração de plásticos	D638-22
ABNT NBR ISO 7500-1	verificação da força de máquinas de ensaio	2023