ASTM D256 Izod Badanie udarności z karbem tworzyw sztucznych

Próbę udarności z karbem zgodnie z ASTM D256 stosuje się w przypadku wszystkich sztywnych tworzyw sztucznych w celu scharakteryzowania zachowania pod obciążeniami udarowymi. Nagłe obciążenie zginające występuje na jednostronnie mocowanej próbce z karbem podczas uderzenia w węższy bok. Wynik przedstawiono jako związaną z grubością absorpcję energii przez badaną próbkę.

W normie tej przedstawiono różne metody postępowania, wielkości i rozmiary karbów, aby badać wrażliwość karbu materiału polimerowego

• Metodę A stosuje się do tworzyw sztucznych, których udarność Izoda jest większa lub równa 27 J/m. Zastosowano promień karbu 0,25 mm. Wynik oblicza się bezpośrednio z wysokości wznoszenia wahadła po uderzeniu.
• Metoda C stosuje się do bardzo kruchych tworzyw sztucznych, których udarność z karbem Izoda jest mniejsza niż 27 J/m. Odpowiada to metodzie A, ale zmierzoną pracę udarową koryguje się o wielkość obliczonej pracy odśrodkowej badanej próbki.
• Metoda D służy charakterystyce czułości karbu materiału polimerowego. W tym celu udarność z karbem mierzy się na próbkach o różnych promieniach karbu, a czułość karbu oblicza się jako gradient liniowy na promieniu karbu.
• Metoda E stosuje się do oceny udarności próbek bez karbu. W tym celu próbkę z karbem mocuje się obracając o 180° tak, aby karb był skierowany przeciwnie do kierunku uderzenia. Wynik jest tylko częściowo porównywalny z badaniem próbki bez karbu.

Do badania udarności z karbem metodą Izoda według ASTM D256 stosuje się młoty do badania udarności tworzyw sztucznych z wahadłem, który składa się z pręta wahadła i korpusu udarowego i jest przymocowany na drugim końcu do łożyska o niskim tarciu.

Zasada pomiaru opiera się na możliwości pracy i wysokości opadania w odpowiednim młocie wahadłowym, który w momencie uderzenia badanej próbki uwalnia część swojej energii kinetycznej. W rezultacie młot wahadłowy po uderzeniu nie podnosi się już na pierwotną wysokość opadania. Zmierzona różnica wysokości pomiędzy wysokością opadania a wysokością wznoszenia się staje się miarą pochłoniętej energii. Określając wysokość opadania, określa się również prędkość uderzenia, tak aby badania odbywały się przy porównywalnych prędkościach wydłużenia.

Standardowe wahadło zgodne z ASTM D256 ma możliwość pracy 2,7 J przy określonej wysokości opadania 610 ±2 mm. Dodatkowe rozmiary wahadeł uzyskuje się poprzez podwojenie możliwości pracy przy tej samej wysokości wyzwalania. Daje to prędkość uderzenia około 3,46 m/s dla wszystkich młotów wahadłowych.
Każde wahadło może być używane do pomiaru energii uderzenia do 85% jego możliwości pracy. Jeśli dostępnych jest kilka rozmiarów młota, należy wybrać najlżejszy młot wahadłowy.

Próbkę do badania mocuje się w określonej, pionowej pozycji tak, aby karb znajdował się dokładnie w narożniku punktu mocowania, czyli w obszarze największego momentu zginającego. Ponieważ siła mocowania może mieć wpływ na wynik, sensowne jest mocowanie pneumatyczne lub sprawdzanie siły mocowania.

Rodzaj pomiaru zakłada, że ​​wszystkie straty energii można przypisać badanej próbce. Z tego powodu ważne jest, aby minimalizować, korygować lub całkowicie wykluczać wszystkie zewnętrzne źródła błędów. Istnieją rygorystyczne specyfikacje, dotyczące strat tarcia, które nieuchronnie powstają w wyniku tarcia powietrza i tarcia w punktach łożyskowania młota wahadłowego, a także kontrole w ramach regularnej kalibracji. Wartości korekcji są mierzone i przypisywane do odpowiedniego młota wahadłowego. Dla jakości pomiaru istotne jest, aby urządzenie miało odpowiednią masę, a młot do badania udarności ustawiony był bez wibracji na bardzo stabilnym stole laboratoryjnym, blacie przykręconym do litej ściany lub na platformie murowanej. Wibracje wewnętrzne w urządzeniu są konstruktywnie minimalizowane. Z tego powodu ZwickRoell stosuje młoty wahadłowe z podwójnymi prętami wykonanymi z jednokierunkowych materiałów węglowych, które charakteryzują się bardzo niską masą, a jednocześnie zapewniają optymalną sztywność prętów wahadłowych, co zapewnia najniższe możliwe straty drgań.

• ASTM D4812, metoda Izoda do pomiaru udarności na próbkach bez karbu
• ASTM D4508, metoda Izoda do pomiaru małych próbek do badań (Chip-Impact), która jest odpowiednikiem próby zginania udarowego Dynstata zgodnie z normą DIN 53435 .
• ISO 180 opisuje próbę udarności metodą Izoda w celu określenia udarności i udarności z karbem tworzyw sztucznych. Podaje charakterystyczne wartości udarności przy dużych prędkościach wydłużenia w postaci wartości energii związanej z przekrojem.

W konwencjonalnych badaniach udarności metodą Charpy'ego lub Izoda mierzy się energię lub pracę uderzenia, jaką wahadło wytwarza po uderzeniu w badaną próbkę. Energię tę można bardzo łatwo wyznaczyć na podstawie różnicy pomiędzy wysokością uwolnienia wahadła a wysokością wznoszenia po uderzeniu. W normach ISO energia uderzenia odniesiona jest do pola przekroju poprzecznego próbki do badań i podawana jest w [kJ/m²], natomiast w normach ASTM powszechne jest odniesienie tej energii do grubości próbki w celu uzyskania udarności, na przykład w [ft-lbf/in].

Co to jest udarność z karbem?

Podczas badania próbki bez karbu wynik nazywa się udarnością, natomiast podczas badania próbki z karbem określa się udarność z karbem.