ASTM D256 아이조드 플라스틱 노치 충격 강도
ASTM D256 표준은 플라스틱의 노치 강도를 측정하기 위해 아이조드 시험법에 따른 충격 시험을 설명합니다. ASTM의 범위에서 플라스틱의 노치 충격 강도는 일반적으로 ASTM D256에 따른 Izod 시험을 이용하여 측정합니다. 한쪽 끝이 집힌 노치 시편에 굴곡 충격 응력이 가해집니다. 결과는 시편의 두께 관련 에너지 흡수로 표현됩니다.
아이조드 충격 시험도 ISO 180 및 ASTM D4508에 설명되어 있습니다.
ASTM D256에 따른 시험법의 응용 분야
ASTM D256에 따른 아이조드 노치 충격 시험은 고속 변형률 속도에서의 충격 저항과 노치 감도의 물성값을 두께 관련 에너지 값의 형식으로 생성합니다. 시험은 일반적으로 ASTM D618에 따라 정상 환경 23C° 및 상대 습도 50%에서 이루어집니다.
응용 분야는 다음과 같습니다.
- 다양한 몰딩 재료 비교
- 제품 수입 검사 및 품질 보증의 범위에서 공차 모니터링
- 가공 시편이 기준이 되는 완제품 시험
- 재료 카드 생성
- 노화 효과 측정
아이조드 노치 충격 시험은 계장화 시험으로, 즉 빠른 힘 측정을 통해서도 이루어집니다. 하지만 관련 표준은 아직 없습니다.
ASTM D256에 따른 아이조드 노치 충격 강도
ASTM D256에 따른 아이조드 노치 충격 시험은 충격 응력으로 인한 거동의 특성을 규정하기 위해 모든 플라스틱에 사용됩니다. 한쪽 끝이 집힌 노치 시편에 모서리를 따라 충격을 가하는 식으로 굴곡 충격 응력이 가해집니다. 결과는 시편의 두께 관련 에너지 흡수로 표현됩니다.
이 표준은 폴리머 재료의 노치 감도를 시험하기 위한 다양한 절차, 노치 크기, 노치 장비를 지원합니다.
- A 방법은 아이조드 노치 충격 강도가 27J/m 이상인 플라스틱에 사용됩니다. 이 경우 노치 반경은 0.25mm입니다. 결과는 충격 후 펜듈럼 해머가 튕겨 올라간 높이에서 직접 산출됩니다.
- C 방법은 아이조드 노치 충격 강도가 27J/m 미만인 매우 부서지기 쉬운 플라스틱에 사용됩니다. 이는 A 방법과 일치하지만 측정된 충격 에너지가 시편의 원심 작업량 산출값에 의해 수정됩니다.
- D 방법은 폴리머 재료의 노치 감도의 특성을 규정하는 데 사용됩니다. 이때 노치 충격 강도는 노치 반경이 다른 시편에서 측정되고, 노치 감도는 노치 반경에 대한 직선형 기울기로 계산됩니다.
- E 방법은 무노치 시편의 충격 강도를 예측하는 데 사용됩니다. 결과는 조건부로만 무노치 시편 시험과 비교할 수 있습니다.
ASTM D256 시편 및 치수
ASTM D256에 따른 시편의 외부 치수는 길이 2.5인치(63.5mm), 높이 0.5인치(12.5mm)로 지정되어 있습니다. 사출 성형된 시편의 너비는 0.118인치(3.0mm)와 0.5인치(12.5mm) 사이이며, 너비 1/8인치(3.2mm) 또는 1/4인치(6.35mm)의 시편을 사용하는 것이 일반적입니다. 정확한 상세 치수는 시험 대상 재료의 사양에 나와 있거나, 관계 당사자들이 조율해야 합니다. 부품에서 가공된 시편의 경우, 일반적으로 부품의 벽면 두께에 따라 너비가 정해집니다. 더 얇은 벽 두께에서 채취한 시편은 ASTM D1822에 따른 충격 시험을 이용하여 시험합니다.
이 방법에서는 노치 충격 강도 측정을 설명하기 때문에 시편에 노치 처리가 되어야 합니다. 일반적으로 사용되는 A 방법은 노치 바닥에서 높이 0.40인치(10.16mm)가 유지되도록 반경 0.25mm, 각도 45°의 노치를 가공하여 시편으로 만듭니다. D 방법에 따라 노치 감도를 측정해야 한다면, 다른 노치 반경의 시편을 준비해야 합니다. A 방법에 따른 표준 노치 외에 노치 반경 0.04인치(1.0mm)으로 시편을 가공합니다. 표준 준수 단일 톱니 커터가 장착된 ZNO 업그레이드된 노치 커팅 장치는 노치 준비에 사용할 수 있습니다. 시편 수량이 적은 경우, 자동 공급 기능이 있는 수동 노칭면을 사용하는 것이 좋습니다.
시험에서는 굽힘 모멘트가 가장 큰 영역에 노치를 정확하게 배치하는 것이 중요합니다. 따라서, 시편을 높이 정지장치를 이용하여 배치하거나 충격 고정장치에 내장된 노치 얼라인먼트 장치에 정확하고 안정적으로 정렬해야 합니다.
ASTM D256에 따른 시험 요구사항
ASTM D256에 따른 아이조드 노치 충격 시험은 펜듈럼 충격 시험기와 펜듈럼 해머를 함께 사용하는데, 이 해머는 막대와 임팩터로 이루어져 있고, 해머의 반대편 끝부분에는 저마찰 베어링이 부착되어 있습니다
측정 원리는 시편을 투과할 때 운동 에너지 일부를 방출하는, 에너지 용량과 낙하 높이가 정해져 있는 펜듈럼 해머를 기초로 합니다. 그 결과, 펜듈럼 해머는 충격 이후 원래의 낙하 높이로 돌아가지 않습니다. 따라서 낙하 높이와 올라간 높이 사이에서 측정한 높이 차는 흡수된 에너지의 측정치가 됩니다. 낙하 높이를 측정함으로써 충격 속도도 정해져 재현 가능한 변형률로 시험이 진행됩니다
ASTM D256에 따른 표준 펜듈럼 해머의 초기 위치 에너지는 지정된 낙하 높이 610 ±2mm에서 2.7J입니다. 해머 크기를 추가할 때마다 동일한 낙하 높이의 초기 위치 에너지는 배가됩니다. 이로 인해 모든 펜듈럼 해머의 충격 속도는 약 3.46m/s가 됩니다.
모든 펜듈럼 해머는 초기 위치 에너지의 85%까지 충격 에너지를 측정하는 데 사용합니다. 이때 사용할 수 있는 해머 크기가 몇 가지 된다면, 각각의 경우에 가장 가벼운 펜듈럼 해머를 선택합니다.
파지점의 모서리, 즉 굽힘 모멘트가 가장 큰 영역에 노치가 정확히 오도록 정해진 방향의 가장자리에서 시편을 서 있는 채로 잡습니다. 잡는 힘은 결과에 영향을 미치기 때문에 공압식 그립이나 그립물림력 제어가 도움이 됩니다.
측정 유형은 모든 에너지 손실이 시편 때문이라는 것을 암시합니다. 따라서 오류의 모든 외부 원인을 최소화하거나 시정하거나 또는 완전히 제거하는 것이 중요합니다. 이와 관련하여 공기 마찰과 펜듈럼 해머의 베어링 포인트 마찰로 인해 필연적으로 발생할 수 밖에 없는 마찰 손실에 대한 정기 교정의 일환으로 엄격한 사양과 검사가 있습니다. 정확한 값이 측정되어 해당 펜듈럼 해머에 할당됩니다. 측정치의 품질을 위해 펜듈럼 충격 시험기를 매우 안정적인 시험실 테이블, 단단한 벽에 볼트로 고정한 작업대 또는 석조 기단 위에 충분한 질량으로 진동 없이 설치하는 것이 필수입니다. 기기의 내부 진동은 설계상 최소화됩니다. 이런 이유로 ZwickRoell은 진동 손실을 최소화하기 위해 질량이 매우 작으면서도 최적의 펜듈럼 막대 강성을 갖는, 단방향 탄소 소재의 이중 막대가 장착된 펜듈럼 해머를 사용합니다.
아이조드 및 샤르피 시험법 사이의 차이
두 방법 모두 결과가 대체로 상호 연관되도록 매우 유사한 방식으로 재료의 충격 강도를 특성화합니다.
- 시편을 세로로 배치하는 아이조드 시험법은 일반적으로 ASTM 표준에서 사용됩니다.
- 3점 굽힘 방식을 사용하는 샤르피 충격 시험은 ISO 규격에서 선호하는 시험법입니다.
- 두 방법 모두 노치 시편을 쳐서 노치가 충격으로 인한 굽힘의 인장 영역에 들도록 하는, 노치 충격 강도를 측정하는 데 사용됩니다. 아이조드 시험에서 이 인장 영역은 펜듈럼 해머의 충격 쪽에 있고 샤르피 시험에서는 반대쪽에 있습니다.
- 샤르피 시험법은 저온에서 시험할 때 그 이점이 다양합니다. 펜듈럼 충격 시험기에서 시편이 닿는 지점이 펜듈럼 해머가 타격하는 지점에서 상대적으로 멀기 때문입니다. 이런 방식으로 온도는 관련 영역의 지지대에 의해 영향을 받거나 철회되지 않고, 시편은 온도 제어함에서 간단히 공급될 수 있습니다.
충격 강도는 어떻게 계산할까요?
기존의 샤르피 또는 아이조드 충격 시험에서는 펜듈럼 해머가 시편을 타격할 때 펜듈럼 해머에서 방출되는 충격 에너지를 측정합니다. 이 에너지는 펜듈럼 해머의 낙하 높이와 충격 이후 해머가 올라간 높이의 차이를 구하여 쉽게 측정할 수 있습니다. ISO 표준에서 충격 에너지는 시편의 단면적과 관련 지어 [kJ/m²]로 표시하고, ASTM 표준에서는 이 에너지를 시편의 두께와 관련지어 충격 강도 값을 예를 들어 [ft lbf/in]로 표시하는 것이 일반적입니다.
노치 충격 강도가 무엇입니까?
비노치 시편을 시험했을 때 결과는 충격 강도라고 하고, 노치 시편에서 수행한 시험에서는 노치 충격 강도를 측정합니다.
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ASTM D256에 따른 아이조드 충격 강도에 대하여 자주 묻는 질문
ASTM D256은 플라스틱 및 절연재의 충격 강도를 측정하기 위한 국제 표준입니다.
ASTM D256 표준은 플라스틱의 노치 충격 강도를 측정하기 위해 아이조드 시험법을 이용하는 충격 시험을 설명합니다. 아이조드 충격 시험도 ISO 180 및 ASTM D4508에 설명되어 있습니다.
ASTM D256에 따른 아이조드 노치 충격 시험은 고속 변형률 속도에서의 충격 저항과 노치 감도의 물성값을 두께 관련 에너지 값의 형식으로 생성합니다. 시험은 일반적으로 ASTM D618에 따라 정상 환경 23C° 및 상대 습도 50%에서 이루어집니다.
이는 다양한 몰딩 컴파운드의 비교 가능성 판단, 제품 수입 검사 및 품질 보증의 범위에서 공차 모니터링, 가공 시편이 기준이 되는 완제품 시험, 재료 카드 생성, 노화 효과 측정에 사용됩니다.
- ASTM D256에 따른 아이조드 노치 충격 시험은 고속 변형률 속도에서의 충격 저항과 노치 감도의 물성값을 두께 관련 에너지 값의 형식으로 생성합니다.
- ASTM D4812, 무노치 시편의 충격 강도 측정을 위한 아이조드 시험법
- ASTM D4508, 소형 시편 측정을 방법 위한 아이조드 시험법(칩 충격법)으로서 DIN 53435에 따른 다인스타트 충격 시험에 대응하는 방법
- ISO 180은 플라스틱의 충격 및 노치 충격 강도를 측정하기 위한 아이조드 충격 시험을 설명합니다. 이는 고속 변형률 속도에서 충격 강도의 물성값을 단면적 관련 값의 형태로 구합니다.
두 시험법 모두 플라스틱 재료의 충격 강도를 특징으로 합니다. 시편을 세로로 배치하는 아이조드 시험법은 일반적으로 ASTM 표준에서 사용합니다. 3점 굽힘 배열을 사용하는 샤르피 시험법은 ISO 표준에서 선호하는 시험법입니다.
두 방법 모두 노치 시편을 쳐서 노치가 충격으로 인한 굽힘의 인장 영역에 들도록 하는, 노치 충격 강도를 측정하는 데 사용됩니다.
샤르피 또는 아이조드 충격 시험은 펜듈럼 해머가 시편을 때릴 때 발산되는 충격 에너지를 측정하며, 이는 펜듈럼 해머의 낙하 높이와 충격 이후 해머가 올라간 높이의 차이로 구할 수 있습니다. ISO 표준에서 충격 에너지는 시편의 단면적과 관련 지어 [kJ/m²]로 표시하는 한편, ASTM 표준에서 충격 에너지는 시편의 두께와 관련 지어 가령, 충격 강도값을 [ft lbf/in]로 표시합니다.