If you are an ASTM Compass Subscriber and this document is part of your subscription, you can access it for free at ASTM Compass
    ASTM D256-10

    Historical Standard: Стандартные методы испытания для определения ударной вязкости пластмасс по Изоду с использованием маятникового копра


      Format Pages Price  
    PDF 22 $200.00   ADD TO CART

    Active (view current version of standard)

    Translated Standard(s): English

    ASTM License Agreement

    Other Historical Standards

    More D20.10 Standards Related Products


    Significance and Use

    5.1 Перед выполнением этих методов испытания необходимо изучать спецификацию испытуемого материала. Любые особенности подготовки испытуемого образца, выдержка, размеры и параметры испытания, указанные в спецификации на материал, должны иметь приоритет перед параметрами, указываемыми в этих методах испытания. Если спецификация на материал отсутствует, тогда применяются условия по умолчанию.

    5.2 Испытание на удар маятниковым копром позволяет определить энергию разрушения стандартных испытуемых образцов заданного размера в соответствии с установленными параметрами монтажа образца, выполнения надреза и скорости маятника в момент удара.

    5.3 Энергетические потери маятника при разрушении образца складываются из следующего:

    5.3.1 Энергия начального разрушения образца;

    5.3.2 Энергия распространения разрушения поперек образца;

    5.3.3 Энергия падения свободного конца (или концов) разрушенного образца («коррекция толчка»);

    5.3.4 Энергия изгиба образца;

    5.3.5 Энергия возбуждения колебаний в маятниковом рычаге;

    5.3.6 Энергия возбуждения колебаний или горизонтального перемещения рамы или основания установки;

    5.3.7 Энергия преодоления трения в маятниковом подшипнике и в регистрирующем механизме, а также преодоления сопротивления воздуха (лобовое сопротивление маятника);

    5.3.8 Энергия, затрачиваемая на формирование вмятины или физической деформации образца по линии удара; и

    5.3.9 Энергия преодоления трения, вызванного соприкосновением ударного бойка (или другой части маятника) с поверхностью изогнутого образца.

    5.4 Для относительно хрупких материалов, у которых энергия распространения разлома мала по сравнению с энергией возникновения разлома, регистрируемая поглощенная ударная энергия, во всех практических случаях, складывается из факторов 5.3.1 и 5.3.3. Коррекция толчка (смотри 5.3.3) может представлять очень большую часть от общей поглощаемой энергии, когда испытываются относительно плотные и хрупкие материалы. Для материалов, имеющих ударное сопротивление по Изоду менее 27 Дж/м (0.5 фут-фунт- сила/дюйм), должен использоваться Метод испытания С. (Преобразование единиц смотри в Приложении Х4.) Коррекция толчка, получаемая в Методе испытания С, является только аппроксимацией ошибки, связанной с толчком, так как угловая и прямолинейная скорости во время обратного отклонения образца могут не быть равны скоростям его первоначального отклонения, и в силу того, что накопленные в образце напряжения могут сниматься в виде кинетической энергии во время разрушения образца.

    5.5 Для вязких, пластичных материалов, материалов с волокнистым наполнением или слоистых пластиков на основе ткани энергия распространения разлома (смотри 5.3.2) может быть большой по сравнению с энергией возникновения разлома (смотри 5.3.1). При испытании этих материалов, факторы (смотри 5.3.2, 5.3.5 и 5.3.9) могут становиться весьма существенными, даже когда образец точно обработан на станке и точно позиционирован, а установка находится в хорошем состоянии и имеет адекватную мощность. (Смотри Примечание 7.) Потери на изгиб (смотри 5.3.4) и деформацию (смотри 5.3.8) могут быть значительными при испытании мягких материалов.

    ПРИМЕЧАНИЕ 7 – Хотя каркас и основание установки должны быть достаточно жесткими и массивными, чтобы без перемещения и сильных вибраций справляться с энергиями ударновязких образцов, конструкция должна гарантировать, что центр столкновения находится в центре удара. Расположение бойка точно по центру столкновения снижает вибрации маятникового рычага при испытании хрупких образцов. Однако некоторые потери вследствие вибрации маятникового рычага, величина которых варьируется в зависимости от конструкции маятника, будут возникать с ударновязкими образцами, даже в том случае, когда боек расположен правильно.

    5.6 В хорошо спроектированной установке, имеющей достаточную жесткость и массу, потери вследствие факторов 5.3.6 и 5.3.7 должны быть очень малыми. Вибрационные потери (смотри 5.3.6) могут быть довольно большими, когда в установках, имеющих недостаточную массу и плохо закрепленных на тяжелом основании, испытываются широкие образцы жестких материалов.

    5.7 Для некоторых материалов критическая ширина образцов может оказаться ниже той, при которой образцы должны проявлять пластичность, о чем свидетельствует значительное вытягивание или сужение в области за надрезом, а также относительно большое поглощение энергии, и выше той, при которой они должны проявлять хрупкость, о чем свидетельствует небольшое вытягивание или сужение, или полное отсутствие этого, а также относительно низкое поглощение энергии. Поскольку данные методы допускают вибрацию по ширине образцов, и так как ширина диктует, для многих материалов, либо хрупкий разрыв с низким поглощением энергии, либо пластичный разрыв с большим поглощением энергии, требуется, чтобы ширина задавалась в спецификации на данный материал и вместе с ударной вязкостью протоколировалась ширина образца. Принимая во внимание все вышеизложенное, необходимо сравнивать данные, полученные от образцов, имеющих ширину, отличающуюся более чем на несколько мил.

    5.8 Тип разрушения для каждого образца должен классифицироваться в соответствии с одной из четырех категорий, перечисленных ниже:

    С = Полный разрыв – Разрушение, когда образец разделяется на две или более частей. Н = Шарнирный разрыв – Неполное разрушение, когда одна часть образца не может поддерживать себя выше горизонтали, когда другая его часть удерживается вертикально (включая угол менее 90о). Р = Частичный разрыв - Неполное разрушение, которое не удовлетворяет условиям шарнирного разрыва, но имеет разрушение не менее, чем на 90% расстояния между вершиной надреза и противоположной стороной. NB = Без разрыва – Неполный разрыв, когда разрушение занимает пространство менее 90% расстояния между вершиной надреза и противоположной стороной.

    Для жестких (упругих) материалов маятник может не обладать энергией, необходимой для полного разрушения крайних волокон и сбрасывания разрушенной части или частей. Результаты, полученные от образцов «без разрыва», должны считаться отклонением от стандарта, и не должны протоколироваться как стандартный результат.

    Сравнения ударной вязкости двух материалов нельзя выполнять, когда эти материалы продемонстрировали различные типы разрушения, определенные при данном методе испытания в соответствии с приведенной выше классификацией.Средние протоколируемые данные должны аналогичным образом рассчитываться для образцов, имеющих одну и ту же категорию разрушения. К протоколируемому результату должен прибавляться буквенный код, указывающий на тип разрушения, связанный с протоколируемым значением. Если для образца испытываемого материала наблюдается более одного типа разрушения, тогда протокол должен содержать среднюю ударную вязкость для каждого типа разрушения, сопровождаемую процентным количеством образцов, которые были разрушены данным образом, и буквенными кодами разрушения.

    5.9 Значение ударных методов лежит, главным образом, в сфере контроля качества и спецификации материалов. Если две группы образцов предположительно одного и того же материала демонстрируют значительно отличающиеся поглощаемые энергии, типы разрушений, критическую ширину или критические температуры, можно предположить, что образцы были сделаны из разных материалов или были подвержены разным условиям обработки или выдержки. Тот факт, что материал демонстрирует энергию поглощения, в два раза отличающуюся от энергии поглощения другого материала при определенных условиях испытания, не говорит о том, что такая же взаимосвязь будет иметь место при других условиях испытания. Порядок ударной вязкости в разных условиях испытаний может даже менять знак.

    ПРИМЕЧАНИЕ 8 – Документально подтвержденное расхождение имеет место между ручными и цифровыми копрами для определения ударной прочности, главным образом с термопластичными материалами, включая фенопласты, имеющие ударную вязкость менее 54 Дж/м (1 фут-фунт/дюйм). Сравнение данных для одного и того же материала, испытанного как в ручном, так и в цифровом копре для определения ударной прочности, могут демонстрировать, что данные, полученные с цифровым копром, значительно ниже, чем данные, полученные с ручным копром. В таких случаях необходимо выполнять корреляционное исследование для получения точной связи между этими измерительными приборами

    1. Область применения

    1.1 Данные методы испытания распространяются на определение сопротивления пластмасс к воздействию «стандартизованных» (смотри Примечание 1) маятниковых копров, смонтированных на «стандартизованных» установках, при разрушении стандартных образцов одним колебанием маятника (смотри Примечание 2). Стандартные испытания в соответствии с этими методами испытания требуют образцов с фрезерованным надрезом (смотри Примечание 3). В Методах испытания А, С и D надрез вызывает концентрацию напряжений, увеличивающую вероятность хрупкого, а не пластичного, излома. В Методе испытания Е ударная вязкость определяется при повороте надрезанного образца в зажимных тисках на 180о. Результаты всех методов испытания протоколируются в единицах поглощенной энергии на единичную ширину образца или на единичную площадь поперечного сечения под надрезом. (Смотри Примечание 4).

    ПРИМЕЧАНИЕ 1 – Установки с копрами маятникового типа «стандартизуются» в том смысле, что они должны соответствовать определенным требованиям, включая фиксированную высоту падения копра, которая, в свою очередь, связана с заданной скоростью копра в момент удара. Однако для образцов, имеющих разную ударную вязкость, рекомендуется использовать копры с разными начальными энергиями (связанными с их различными эффективными весами). Кроме того, изготовителям оборудования разрешается использовать разные длины и конструкции маятников, что приводит к возможным различиям в прочности маятника. (Смотри Главу 5). Помните о том, что конструкция установки может включать другие отличия. Образцы «стандартизуются» в том смысле, что должны иметь одну и ту же установленную длину, глубину и фрезерованный надрез одинаковой заданной формы. Ширина образцов может варьироваться в заданных пределах.

    ПРИМЕЧАНИЕ 2 – Результаты, получаемые с использованием маятников с тензодатчиками, регистрирующими ударную нагрузку, и, следовательно, ударную энергию, могут не быть аналогичны результатам, получаемым с использованием тестеров, имеющих ручную или цифровую кодировку, которые измеряют энергию, остающуюся в маятнике после удара.

    ПРИМЕЧАНИЕ 3 – Надрез в образцах для испытания по Изоду служит для концентрации напряжения, минимизации пластичной деформации и прямого разрушения части образца, расположенной за надрезом. Рассеяние энергии разрушения, таким образом, снижается. Однако, вследствие разности упругих и вязкоупругих свойств пластмасс, реакция разных пластмасс на данный надрез различна. Меру «чувствительности пластмассы к надрезу» можно получить, используя Метод испытания D и сравнивая энергии разрушения образцов, имеющих разные радиусы у основания надреза.

    ПРИМЕЧАНИЕ 4 – При расшифровке результатов этих стандартных методов испытания следует соблюдать осторожность. Приведенные ниже параметры испытания могут оказывать сильное влияние на получаемые результаты:

    Метод изготовления, включая, но не ограничиваясь этим, механическую обработку, технологию, условия литья, конструкцию формы и термообработку; Метод выполнения надреза; Скорость фрезы при выполнении надреза; Конструкция фрезерного станка, на котором выполняется надрез; Качество надреза; Время, прошедшее между выполнением надреза и проведением испытания; Толщина испытуемого образца; Ширина испытуемого образца под надрезом, и Условия окружающей среды.

    1.2 Значения, указанные в единицах СИ, следует рассматривать как стандартные. Значения, приведенные в круглых скобках, являются только информативными.

    1.3 Настоящий стандарт не ставит целью описание всех проблем безопасности, если они имеются, связанных с его использованием. В обязанности пользователя настоящего стандарта входит определение надлежащих методов техники безопасности и охраны труда, а также определение применимости нормативных ограничений перед его использованием.

    ПРИМЕЧАНИЕ 5 – Эти методы испытания сходны с ISO 180:1993 только в части заголовка. Их содержания в значительной степени различны.

    2. Ссылочные документы

    D3641 Practice for Injection Molding Test Specimens of Thermoplastic Molding and Extrusion Materials

    D4066 Classification System for Nylon Injection and Extrusion Materials (PA)

    D5947 Test Methods for Physical Dimensions of Solid Plastics Specimens

    D6110 Test Method for Determining the Charpy Impact Resistance of Notched Specimens of Plastics

    D618 Practice for Conditioning Plastics for Testing

    D883 Terminology Relating to Plastics

    E691 Practice for Conducting an Interlaboratory Study to Determine the Precision of a Test Method

    ISO 180:1993 PlasticsDetermination of Izod Impact Strength of Rigid Materials Available from American National Standards Institute (ANSI), 25 W. 43rd St., 4th Floor, New York, NY 10036, http://www.ansi.org.