ISO 8256 | ASTM D1822: Zkouška rázem v tahu
Normy ISO 8256 a ASTM D1822 popisují postup pro stanovení rázové houževnatosti v tahu plastových materiálů a provádění zkoušek rázem v tahu.
Rázové zkoušky v tahu poskytují informace pro hodnocení materiálů založené na energii rázu, které se stanoví na normalizovaných tělesech zatížených v tahu při vysokých rychlostech deformace. Použití stejné velikosti dvojice kyvadlo – jho vede k dobré reprodukovatelnosti výsledků zkoušek. Pro různé kombinace jsou v normách uvedeny korekční metody, které umožňují přibližnou srovnatelnost.
Zkoušky rázem v tahu podle ISO 8256 a ASTM D1822 se mohou použít pro testování tuhých plastů (v souladu s definicí podle ISO 472). Obvykle se ale podle těchto norem testují velmi pružné vzorky, například fólie nebo desky, jakož i měkké nebo polotuhé plasty, u nichž při zkouškách metodou Charpy dle ISO 179 nebo ASTM 6110 nebo zkouškách podle metody Izod dle ISO 180 či ASTM D256 nedochází k lomu vzorku, a to ani na tělesech opatřených vrubem.
Zkušební metody Zkušební zařízení a požadavky Video Vzorky a jejich rozměry Ke stažení Zakázkové projekty Požádat o konzultaci
Zkušební metoda podle ISO 180 a ASTM D1822
Norma ISO 8256 specifikuje dvě zkušební metody:
- Metoda A používá zkušební uspořádání, při němž je vzorek upnut v přípravku v definované poloze jednou stranou nastojato. Ke druhé straně vzorku je připevněno pevné jho s danou hmotností. Při zkoušce udeří kyvadlo do jha, což vyvolá jeho silné zrychlení. Tím současně dochází k zatížení vzorku v tahu až do porušení.
- Metoda B je převzata z normy ASTM D1822 a používá vzorek upnutý v příčníku. Vzorek je upevněn v kyvadlovém kladivu a na opačné straně je opatřen definovaným třmenem. Vzorek, jho a kyvadlo tvoří dohromady padající závaží. V místě nárazu je jho náhle zastaveno, zatímco pohyb vzorku a kyvadlového kladiva pokračuje. Tím je vzorek zatěžován v tahu až do porušení.
Obvykle se ve spojení s normou ISO 8256 uvádí metoda A, zatímco zkoušky podle normy ASTM D1822 se vždy provádějí metodou vzorku upnutého v příčníku.
Zkoušky rázové houževnatosti v tahu jsou také nabízeny jako instrumentované, tzn. s rychlým měřením síly. Dosud však není vypracován žádný standardizovaný postup.
ISO 8256 a ASTM D1822: Vybavení potřebné pro zkoušku a zkušební požadavky
Pro konvenční zkoušky rázem podle normy ISO 13802 se používají rázové stroje s kyvadlem, které jsou podrobně popsány v normách ISO 8256 a ASTM D1822. U zkoušek prováděných na různých typech zkušebních zařízení a v různých laboratořích, které obsluhují různí operátoři na různých místech, tak lze dosáhnout vysoké úrovně reprodukovatelnosti.
Stejně jako v případě stanovení rázové houževnatosti Charpy podle ISO 179 a ASTM D6110 je princip měření založen na kyvadlovém kladivu s určenou energetickou kapacitou a výškou pádu. Při přerážení vzorku dochází ke změně (uvolnění) části kinetické energie kladiva. V důsledku toho se kyvadlové kladivo po nárazu nevrátí do původní výšky pádu. Naměřený rozdíl výšky pádu a vzestupu se pak stává měřítkem absorbované energie. Z výšky pádu se také definuje nárazová rychlost, aby se zkoušky prováděly s reprodukovatelnými rychlostmi deformace.
Zvláštností zkoušky rázem v tahu je korekce odstředivé energie absorbované jhem.
Tato korekce vychází z předpokladu pružného nárazu. V praxi však dochází k nárazu, který má kromě pružné složky i složku plastickou, takže tato korekce zůstává přibližná. Přímé porovnání charakteristických hodnot by proto mělo být provedeno na identické dvojici kyvadlového kladiva a třmenu.
Každé kyvadlové kladivo může být použito v rozmezí 10 % až 80 % své počáteční potenciální energie. Pokud tuto podmínku pro zkoušení materiálu splňuje více kyvadlových kladiv, což je obvykle případ překrývajících se pracovních rozsahů různých kladiv, použije se kyvadlové kladivo s nejvyšší počáteční potenciální energií. Tím je zajištěno, že se minimalizuje snížení rychlosti během rázu.
Uvedený typ měření předpokládá, že veškeré energetické ztráty jsou způsobeny vzorkem a jhem. Proto je důležité minimalizovat, opravit nebo zcela odstranit všechny vnější zdroje chyb. V normě ISO 13802 jsou uvedeny přísné specifikace a kontroly, které jsou součástí pravidelných kalibrací týkající se ztrát třením, k nimž nevyhnutelně dochází (odpor vzduchu a tření v ložiskách kyvadlového kladiva). Hodnoty pro korekce se změří a přiřadí příslušnému kyvadlovému kladivu. Pro kvalitu měření je nezbytná dostatečná hmotnost a antivibrační instalace rázového kladiva na velmi stabilním těžkém laboratorním stole, na pracovní desce pevně uchycené k pevné zdi, podlaze nebo na zděné plošině. Vlastní vibrace přístroje jsou díky speciální konstrukci minimalizovány. ZwickRoell používá kyvadlová kladiva s dvojitými tyčemi z jednosměrných uhlíkových materiálů, které mají velmi nízkou hmotnost a zároveň vysokou tuhost.
Video: Kyvadlová rázová kladiva pro zkoušení plastů
Řada kyvadlových rázových kladiv HIT pro zkoušení plastových materiálů ZwickRoell nabízí vysoce přesné a cenově výhodné řešení. Kyvadlová rázová kladiva jsou k dispozici v rozsahu od 5 do 50 joulů a hodí se nejen pro provádění zkoušek rázem v tahu podle norem ISO 8256 a ASTM D1822, ale také zkoušek Charpy, Izod a Dynstat podle norem ASTM, ISO a DIN.
Zkušební vzorky podle ISO 8256 a ASTM D1822
ISO 8256 definuje celkem pět různých typů vzorků.
- Vzorky typu 1 a 4 patří mezi upřednostňované pro zkušební metodu A
- Vzorky typu 2 a 4 se upřednostňují pro metodu B
- Typ 3 má paralelní čtvercovou středovou část o délce strany 10 mm a je ideální pro měření deformace pomocí systémů DIC.
- Vzorek typu 5 obsahuje přídavné dorazové plochy na rameni, které usnadňují přesné vystředění a umožňují přenos přetvárné síly tuhými materiály s dostatečnou výškou vzorku.
Norma ASTM D1822, která používá metodu B, definuje pro zkoušky rázem v tahu 2 typy vzorků – typ S a typ L.
| Norma | Typ | Upozornění | l3 mm | L/L2 mm | b2 mm | b1 mm | l0 mm | Tvar |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ISO 8256 | 1 | Upřednostňovaná metoda A, vzorek s vrubem | 80 ± 2 | 30 ± 2 | 10 ± 0,5 | 6 ± 0,2 | - |  |
| ISO 8256 | 2 | Upřednostňovaná metoda B | 60 ± 1 | 25 ± 2 | 10 ± 0,2 | 3 ± 0,05 | 10 ± 0,2 |  |
| ISO 8256 | 3 | Paralelní čtvercová středová část o délce strany 10 mm; pro měření deformace pomocí systémů DIC | 80 ± 2 | 30 ± 2 | 15 ± 0,5 | 10 ± 0,5 | 10 ± 0,2 |  |
| ISO 8256 | 4 | Preferované metody A a B | 60 ± 1 | 25 ± 2 | 10 ± 0,2 | 3 ± 0,1 | - |  |
| ISO 8256 | 5 | Vzorek tuhých materiálů s dostatečnou výškou | 80 ± 2 | 50 ± 0,5 | 15 ± 0,5 | 5 ± 0,5 | 10 ± 0,2 |  |
| ASTM D1822 | S | Metoda B | 63,5 (2,5”) | L = 25,4 (1") | 9,53 nebo 12,7 (0,375 nebo 0,5”) | 3,18 ± 0,03 | - |  |
| ASTM D1822 | L | Metoda B | 63,5 (2,5”) | L = L2 = 25,4 (1") | 9,53 nebo 12,7 (0,375 nebo 0,5”) | 3,18 ± 0,03 (0,125 nebo 0,01”) | 9,53 ± 0,05 |  |
Časté dotazy týkající se zkoušení plastů
| Dynstat | Zkouška rázem v tahu Metoda vzorku upnutého v příčníku | Ráz v tahu | Izod a Zkouška rázem na nevrubovaných tělesech | Charpy |
|---|---|---|---|---|
| DIN 53435 | ASTM D1822 / ISO 8256 metoda – B | ISO 8256 – metoda A | ASTM D256 / ASTM D4812 ISO 180 | ASTM D6110 / ISO 179 |
 |  |  |  | |
| Pro malé vzorky odebrány ze součástí | Vhodné obzvláště pro pružné vzorky, u kterých při zkouškách metodou Izod nebo Charpy nedochází k lomu vzorku, a tudíž se nezískají žádné výsledky. | |||