ASTM D256 - 10(2018)

    СТАНДАРТНЫЕ МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ ПЛАСМАССЫ НА УДАРНУЮ ВЯЗКОСТЬ ПО ИЗОДУ НА МАЯТНИКОВЫХ КОПРАХ

    Active Standard ASTM D256 Developed by Subcommittee: D20.10

    Book of Standards Volume: 08.01


      Format Pages Price  
    PDF 60 $0.00   ADD TO CART

    Historical Version(s) - view previous versions of standard

    Translated Standard(s): English

    ASTM License Agreement

    More D20.10 Standards Related Products


    Significance and Use

    5.1 Перед использованием выбранного метода испытаний необходимо рассмотреть спецификацию материала образца. Условия подготовки образца для испытаний, его выдержка, размеры и требуемые параметры испытаний, отраженные в спецификации материала, имеют преимущество перед параметрами, установленными методом испытаний. Если спецификация материала отсутствует, то условия испытаний выбираются по умолчанию.

    5.2 Испытания пластиков на ударную вязкость с помощью маятникового копра позволяют определить энергию разрушения стандартного образца для испытаний заданного размера для заданного способа установки образца, заданного способа изготовления выреза и заданной скорости молота копра при соударении.

    5.3 Суммарные потери энергии молота копра при разрушении испытательного образца включают в себя:

    5.3.1 Энергию образования трещины образца;

    5.3.2 Энергию развития трещины вдоль образца;

    5.3.3 Энергию метания (поправка на метание) обломков образца;

    5.3.4 Энергию изгиба образца;

    5.3.5 Энергию колебаний маятника копра;

    5.3.6 Энергию колебаний (горизонтального перемещения) рамы (основания) копра;

    5.3.7 Потери трения в подшипниках копра, потери трения в индикаторном механизме, аэродинамические потери при движении маятника;

    5.3.8 Энергию пластической деформации образца в месте контакта с бойком молота;

    5.3.9 Потери трения бойка (или других элементов маятника) на поверхности изгиба образца.

    5.4 При использовании сравнительно хрупких материалов с малойэнергией развития трещины (по сравнению с энергией образования трещины) регистрируемое значение поглощенной энергии удара, как правило, является суммой факторов 5.3.1 и 5.3.3. Поправка на метание обломков (см. 5.3.3) может составлять значительную часть полной поглощенной энергии удара для сравнительно плотных и хрупких материалов. Метод испытаний C следует использовать для материалов с ударной вязкостью по Изоду менее 27 Дж/м (0,5 фут×фунт/дюйм). (См. Приложение X4 для пересчета единиц измерения). Поправка на метание обломков для Метода испытаний C дает весьма приближенное значение, так как угловая скорость и линейная скорость обломков могут быть разными для разных образцов, потенциальная энергия деформации образца может переходить в кинетическую энергию при его разрушении.

    5.5 Для прочных, пластичных и волокнистых (композитных тканевых) материалов энергия развития трещины (см. 5.3.2) может оказаться большой по сравнению с энергией образования трещины (см. 5.3.1). При испытаниях данных материалов факторы, указанные в 5.3.2, 5.3.5 и 5.3.9, могут оказаться весьма существенными, даже если образцы механически обработаны и установлены с высокой точностью, а испытательное оборудование находится в хорошем состоянии и имеет необходимую мощность (См. прим. 7). Энергия изгиба (см. 5.3.4) и энергия пластической деформации (см. 5.3.8) могут быть измерены при испытаниях мягких материалов.

    ПРИМЕЧАНИЕ 7 — Несмотря на то, что рама и фундамент должны быть достаточно жесткими и массивными для обеспечения испытаний жестких образцов без чрезмерных смещений и вибраций копра, его конструкция должна обеспечить попадание бойка молота в центр удара. Это позволяет снизить уровень вибраций маятника при испытаниях хрупких образцов. Вместе с тем, некоторые потери энергии, зависящие от конструкции маятника, имеют место вследствие его вибраций при испытаниях прочных образцов даже при правильной установке бойка молота.

    5.6 При правильной конструкции копра (при его достаточной жесткости и массе) потери, определенные в 5.3.6 и 5.3.7, должны быть малыми. Вибрационные потери (см. 5.3.6) могут быть значительными для широких образцов из прочных материалов, испытываемых на копрах малой массы с малой жесткостью крепления рамы к тяжелому основанию.

    5.7 Для некоторых материалов критическая ширина образца может оказаться меньше той, при которой образец начинает деформироватьсяпластически. Это проявляется в виде значительной вытяжки (утончения) в области за вырезом и сравнительно высоким поглощением энергии. Для некоторых материалов ширина может оказаться больше той, при которой возникает хрупкое разрушение. Это проявляется в виде слабой вытяжки в области за вырезом и сравнительно низким поглощением энергии. Указанные методы испытаний допускают изменение ширины образца. Поэтому, с учетом вышесказанного, ширина образца должна быть указана в спецификации материала, а также в отчете об испытаниях пластика на ударную вязкость. Сучетом вышесказанного, не следует сравнивать результаты испытаний образцов, если их ширина отличается более чем на несколько мил.

    5.8 Тип разрушения каждого образца следует зарегистрировать в соответствии с указанными ниже 4-мя категориями:

    С - Полное разрушение — Образец разделяется на 2 и более частей.

    H - Шарнирное разрушение — Неполное разрушение, при котором одна часть образца складывается горизонтально, а другая часть образца остается вертикальной (угол входа менее 90°).

    P - Частичное разрушение — Неполное разрушение, которое не подходит под определение шарнирного. При этом длина трещины составляет не менее 90% расстояния между вершиной выреза и противоположной стороной образца.

    NB - Разрушение отсутствует — Неполное разрушение, когда длина трещинысоставляет менее 90% расстояния между вершиной выреза и противоположной стороной образца.

    Для прочных материалов энергия маятника копра может быть недостаточной для разрушения крайних волокон и метания обломков образца.Результаты испытаний без разрушения образца являются отклонением от стандарта, их не следует указывать в отчете о проведении стандартны испытаний. Ударные вязкости двух любых материалов нельзя сравнивать непосредственно, если для них имеют место различные типы разрушения в соответствии с указанной классификацией. Осреднение значений ударнойвязкости следует также проводить для образцов с одним и тем же типом разрушения (указанным выше буквенным кодом категории). Буквенный код категории разрушения следует указывать суффиксом за величиной ударной вязкости. Это позволяет установить соответствие между измеренной величиной ударной вязкости и наблюдаемой категорией разрушения. Если при испытаниях наблюдаются различные типы разрушения образца, то в отчете следует указывать средние значения ударной вязкости для каждого типа разрушения в отдельности. Также указывают долю (%) образцов каждого типа разрушения и его соответствующий буквенный код.

    5.9 Указанные методы определения ударной вязкости используютсяглавным образом для контроля качества материалов и их спецификации. Если 2 группы образцов из предположительно одного и того же материала демонстрируют существенно различные уровни поглощения энергии, различные типы разрушения, различные критические значения ширины (температуры) образца, то можно считать различными либо сами материалы, либо их обработку, либо условия их подготовки к испытаниям. Если энергия поглощения некоторого материала в 2 раза превышает энергию поглощения другого материала при заданных условиях испытаний, то это соотношение может оказаться несправедливым при других условиях испытаний. При изменении условий испытаний данное соотношение может быть справедливо с точностью до наоборот.

    ПРИМЕЧАНИЕ 8 — Объективно существует невязка результатов испытаний на ударную вязкость, полученных с помощью ручных и автоматических измерителей, особенно для термоотверждающихся материалов, например, фенольных пластиков с ударной вязкостью менее 54 Дж/м (1 фут×фунт/дюйм). Ударная вязкость, регистрируемая автоматическим измерителем, может оказаться существенно ниже ударной вязкости, регистрируемой ручным измерителем. В этом случае необходимо провести корреляционный анализ указанных результатов.

    1. Область применения

    1.1 Данные методы используются для испытаний пластмассы на ударную вязкость с помощью стандартных маятниковых копров (см. прим. 1). Для разрушения образца достаточно одного качания маятника (см. прим. 2). Для проведения стандартных испытаний в соответствии с указанными методами используются образцы с вырезом (см. прим. 3). При проведении испытаний Методами испытаний A, C и D указанный вырез является концентратором напряжений. Это увеличивает вероятность хрупкого разрушения по сравнению с пластическим разрушением. При проведении испытаний Методом испытаний E ударная вязкость образца с вырезом определяется после его разворота на 180° в зажимном приспособлении. При испытаниях определяется количество энергии, поглощенной образцом и приходящейся на единицу ширины образца или на единицу площади его поперечного сечения в области выреза (см. прим. 4).

    ПРИМЕЧАНИЕ 1 — Маятниковые копры стандартизованы. Они должны удовлетворять определенным требованиям. Устанавливается высота подъема молота, необходимая для достижения заданной скорости в момент его соударения с образцом. При испытаниях образцов с различной ударной вязкостью целесообразно изменять начальную энергию копра (например, путем изменения массы молота). Производители испытательного оборудования могут использовать маятники различной длины, различной конструкции иразличной жесткости (см. Раздел 5). Копры могут иметь и другие отличия. Образцы для испытаний пластиков также стандартизованы. Они имеют стандартную длину, стандартную глубину и стандартный вырез. Ширина образца также находится в установленных пределах.

    ПРИМЕЧАНИЕ 2 — Результаты испытаний, полученные на маятниковых копрах с помощью динамометрических элементов, регистрирующих силу удара и энергию удара, могут не совпадать с результатами испытаний, полученными с помощью ручных или автоматических измерительных устройств, регистрирующих остаточную энергию маятникапосле соударения.

    ПРИМЕЧАНИЕ 3 — Вырез образца для испытаний на ударную вязкость по Изоду служит концентратором напряжений. Он минимизирует пластические деформации и локализует область разрушения образца за вырезом. Таким образом, уменьшается случайный разброс энергии разрушения образца. Вместе с тем, вследствие различий упругих и вязкоупругих свойств пластмассы, ее чувствительность к заданному вырезу может отличаться. Мера чувствительности пластика к заданному вырезу определяется по Методу испытаний D, когда устанавливается зависимость энергии разрушения образца от радиуса скругления выреза.

    ПРИМЕЧАНИЕ 4 — Результаты испытаний, полученные с использованием указанных стандартных методов, следует применять с осторожностью, так как на результаты испытаниймогут существенно влиять следующие параметры испытаний:

    Метод изготовления образца, технология его обработки, условия литьевого

    формования пластика, форма изделия и его термообработка;

    Способ изготовления выреза;

    Скорость подачи инструмента при изготовлении выреза;

    Конструкция устройства для изготовления выреза;

    Качество выреза;

    Выдержка с момента выреза до начала испытаний;

    Толщина образца для испытания,

    Ширина образца для испытания в области выреза,

    Внешние условия проведения испытаний.

    1.2 Значения, указанные в единицах СИ, должны рассматриваться как стандартные. Значения в скобках приведены только для информации.

    1.3 Данный стандарт не претендует на полноту описания всех мер безопасности, если таковые имеются, связанных с его использованием. Вся ответственность за установление соответствующих правил техники безопасности, мер по охране здоровья и окружающей среды, а также определение пределов применимости регламентов до начала использованияданного стандарта, лежит на пользователе стандарта.

    ПРИМЕЧАНИЕ 5 — Сходство указанных методов испытаний с методами ISO 180:1993 ограничивается только названием. Содержание стандартов различно.

    1.4 Данный международный стандарт был разработан в соответствии с международно-признанными принципами стандартизации, установленнымиПостановлением о принципах разработки международных стандартов, руководств и рекомендаций, выпущенным Комитетом по техническим барьерам в торговле (TBT) Всемирной торговой организации.

    2. Ссылочные документы