ISO 8256 | ASTM D1822 Ensaio de tração por impacto
As normas ISO 8256 e ASTM D1822 descrevem o método para determinação da resistência à tração por impacto em plásticos e/ou a execução de ensaios de tração por impacto.
Ensaios de tração por impacto fornecem uma característica de material baseada no trabalho de impacto a qual é determinada sob carga de tração em amostras normalizadas com relativamente alta velocidade de deformação. Os resultados de ensaio são bem reprodutíveis quando são utilizados pares iguais quanto ao tamanho do pêndulo e do jugo. Para diferentes combinações as normas definem métodos de correção os quais permitem uma reprodutibilidade aproximativa.
Ensaios de tração por impacto conforme ISO 8256 e ASTM D1822 podem ser aplicados em plásticos rígidos (em conformidade com a definição conforme ISO 472), porém são especialmente úteis para amostras macias e flexíveis feitas em filmes ou placas, assim como amostras feitas em plásticos macios ou semi-rígidos, as quais no método Charpy conforme ISO 179 e/ou ASTM D6110 ou no método Izod ISO 180 e/ou ASTM D256) são excessivamente flexíveis ou finas e não fornecem ruptura da amostra, mesmo com amostras entalhadas, e, portanto, não fornecem resultados.
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Método de ensaio conforme ISO 8256 e ASTM D1822
A norma ISO 8256 define dois diferentes métodos de ensaio:
- O método A trabalha com um arranjo de ensaio no qual a amostra está fixada em um lado em posição definida em um dispositivo de fixação vertical. No outro lado da amostra está fixado um jugo transversal rígido com massa definida. O martelo do pêndulo exerce durante o ensaio impacto sobre o jugo transversal que dessa forma é fortemente acelerado. A amostra consequentemente é deformado no sentido de tração até a falha.
- „specimen-in-head“ VerfahrenMétodo B Este método é em conformidade com a norma ASTM D1822 e trabalha com o assim chamado método “specimen-in-head“. Nesse método, a amostra é fixada no martelo do pêndulo e é equipada com um jugo transversal definido também em seu lado oposto. Dessa forma, a amostra, o jugo transversal e o martelo do pêndulo constituem uma massa de queda conjunta. Na posição de impacto o jugo transversal é repentinamente paralisado enquanto a amostra e o martelo do pêndulo continuam o movimento e a amostra é deformada no sentido de tração até a falha.
Normalmente é utilizado em combinação com a ISO 8256 o Método A, enquanto ensaios conforme ASTM D1822 são sempre executados no método “specimen-in-head“.
Ensaios de tração por impacto também são oferecidos como ensaios instrumentados, ou seja, com medição de força rápida. Para tal, no entanto, não existe normalização ainda.
ISO 8256 & ASTM D1822: Equipamentos de ensaio e requisitos quanto ao ensaio
Para os ensaios de tração por impacto convencionais conforme ISO 8256 e ASTM D1822 são utilizados pêndulos de impacto os quais são detalhadamente definidos na ISO 13802. Isso permite uma boa reprodutibilidade dos ensaios abrangendo diferentes equipamentos de ensaio, laboratórios, usuários e localidades.
O princípio da medição se baseia como o ensaio de impacto Charpy ISO 179 / ASTM D6110 em um martelo do pêndulo com energia potencial efetiva e altura de queda definidas, o qual no impacto sobre a amostra transfere uma parte de sua energia cinética. Por este motivo o martelo do pêndulo não sobe mais até a altura de queda original após o impacto. A diferença de altura medida entre a altura de queda e a altura de elevação se torna dessa forma uma medida para a energia absorvida. Com a definição da altura de queda também é definida a velocidade de impacto de modo que os ensaios são executados com taxas de deformação reprodutíveis.
Uma peculiaridade do ensaio de tração por impacto é a correção do trabalho centrífugo absorvido pelo jugo transversal. Esta correção se baseia na suposição de um impacto elástico. Porém, na prática ocorre um impacto em que possui um componente plástico além do componente elástico, de modo que a referida correção permanece sendo uma aproximação. Portanto, a comparação direta de valores característicos deveria ser feita, na medida do possível, em um emparelhamento igual de martelo do pêndulo e tamanho do jugo transversal.
Cada martelo do pêndulo pode ser utilizado em um range de 10 % até 80 % de sua energia potencial efetiva. Quando vários martelos de pêndulo atendem a este requisito para o ensaio de um material, o que é normalmente o caso em decorrência da sobreposição das áreas de trabalho dos diferentes martelos de pêndulo, será utilizado o martelo de pêndulo com a maior energia potencial efetiva. Dessa forma é assegurado que a perda de velocidade no processo de impacto seja minimizada.
O tipo de medição implica que todas as perdas de energia são acrescentadas à amostra e ao jugo transversal. Por este motivo é importante minimizar, corrigir ou excluir completamente todas as fontes de erro externas. Existem definições precisas na ISO 13802 para as perdas por atrito que ocorrem inevitavelmente devido ao atrito do ar e ao atrito nos pontos de apoio do martelo e controle no âmbito da calibração periódica. Os valores de correção serão medidos e atribuídos ao respectivo martelo do pêndulo. A massa adequada e uma instalação sem vibração do pêndulo de impacto em uma bancada de laboratório estável, e aparafusada em uma parede sólida ou em uma base de alvenaria são fundamentais para a qualidade da medição. As vibrações internas do equipamento são minimizadas de forma construtiva. A ZwickRoell utiliza martelos de pêndulo com haste dupla feita em materiais de carbono monodirecionais, os quais possuem muito pouca massa e oferecem simultaneamente rigidez otimizada das hastes do martelo.
Vídeo: Pêndulos de impacto para o ensaio em plásticos
A ZwickRoell oferece, com seus pêndulos de impacto da série HIT para ensaios em plásticos, uma solução especialmente precisa e, ao mesmo tempo, econômica. Os pêndulos de impacto estão disponíveis de 5 até 50 joules e permitem não somente a execução em conformidade com a norma de ensaios de tração por impacto conforme ISO 8256 e ASTM D1822, mas, sim, também ensaios de Charpy, Izod e Dynstat conforme ASTM, ISO e DIN.
Amostra conforme ISO 8256 e ASTM D1822
A ISO 8256 define no total 5 diferentes amostras.
- Os Tipos 1 e 4 são preferencialmente utilizados para o Método A.
- OsTipos 2 e 4 são as amostras preferidas para o Método B.
- O Tipo 3 possui uma parte central paralela de forma quadrada com arestas de 10 mm em comprimento e é indicado para medições de deformação com sistemas DIC.
- A amostra Tipo 5 contém superfícies de batente adicionais no ombro, as quais facilitam a centralização exata e permitem a transmissão de força de travamento positivo com materiais rígidos e altura suficiente da amostra.
A ASTM D1822, que é aplicada no Método B, descreve 2 amostras do Tipo S e do Tipo L para ensaios de tração por impacto.
| Norma | Tipo | Observação | l3 mm | L/L2 mm | b2 mm | b1 mm | L0 mm | Forma |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ISO 8256 | 1 | preferencialmente para o Método A, entalhado | 80±2 | 30±2 | 10±0,5 | 6±0,2 | - |  |
| ISO 8256 | 2 | preferencialmente para o Método B | 60±1 | 25±2 | 10±0,2 | 3±0,05 | 10±0,2 |  |
| ISO 8256 | 3 | parte central paralela em forma de quadrado de arestas de 10mm em comprimento para medição de deformação com sistemas DIC | 80±2 | 30±2 | 15±0,5 | 10±0,5 | 10±0,2 |  |
| ISO 8256 | 4 | preferencialmente para os Métodos A e B | 60±1 | 25±2 | 10±0,2 | 3±0,1 | - |  |
| ISO 8256 | 5 | materiais rígidos com altura suficiente da amostra | 80±2 | 50±0,5 | 15±0,5 | 5±0,5 | 10±0,2 |  |
| ASTM D1822 | S | Método B | 63,5 (2,5") | L=25,4 (1") | 9,53 ou 12,7 (0,375 ou 0,5") | 3,18±0,03 | - |  |
| ASTM D1822 | L | Método B | 63,5 (2,5") | L=L2=25,4 (1") | 9,53 ou 12,7 (0,375 ou 0,5") | 3,18±0,03 (0,125±0,01") | 9,53±0,05 |  |
FAQ quanto ao ensaio de impacto em plásticos
| Dynstat | Tração por impacto - Método “tensile-in-head” | Tração por impacto | Izod e “Unnotched canilever beam impact” | Charpy |
|---|---|---|---|---|
| DIN 53435 | ASTM D1822 / ISO 8256 - Método B | ISO 8256 - Método A | ASTM D256 / ASTM D4812 ISO 180 | ASTM D6110 / ISO 179 |
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| para amostras pequenas retiradas de componentes | especialmente adequado para amostras macias e flexíveis as quais nos ensaios de Izod e de Charpy não levam à ruptura da amostra e, portanto, não fornecem resultados. | |||