ASTM D648 ve ISO 75'e göre ısı direnci sıcaklığı HDT
Özellikle termoplastikler, daha yüksek sıcaklıklarda sertliklerini ve sertliklerini giderek daha fazla kaybederler. Isı sapma sıcaklığı (HDT), (Heat Deflection Temperature yada Heat Distortion Temperature )bir plastiğin belirli bir yükleme altında deforme olmaya başladığı sıcaklığı tanımlar. Bu değer, malzeme testlerinde bir malzemenin termal yük kapasitesini değerlendirmek için kullanılır. HDT, tanımlanmış bir sapmaya ulaşılana kadar 3 noktalı bir eğme işleminde sabit yükleme altında tanımlanmış bir test numunesinin artan bir sıcaklığa maruz bırakılmasıyla ölçülür.
ASTM D648 ve ISO 75 standartları test prosedürünü tanımlar ve uluslararası karşılaştırılabilir sonuçlar elde etmek için test ekipmanı ve yükleme, test numunesi geometrisi ve ısıtma hızı gibi test koşullarına ilişkin gereklilikleri düzenler.
Plastiklerin termal yük taşıma kapasitesini belirlemek için kullanılan bir diğer yöntem (DSC Diferansiyel Tarama Kalorimetrisi veya DMA Dinamik Mekanik Analiz gibi nispeten karmaşık yöntemlere ek olarak) ISO 306 veya ASTM D1525'e göre Vicat yumuşama sıcaklığı VST'dir.
Amaç ve uygulama alanı Standartlara genel bakış Test numunesi Video Test prosedürü ISO ve ASTM için test koşullarıHDT Test cihazıİndirmeler Talep edin Sıkça sorulan sorular
HDT ne için kullanılır ve neden önemlidir?
HDT ısı direnci sıcaklığı, çeşitli amaçlar için kullanılabilen tamamen karşılaştırmalı bir değerdir. Kalite güvencesinde, üretim sırasında malzeme kalitesindeki sapmaların belirlenmesine yardımcı olur. Göreceli bir karşılaştırmalı değer olarak, örneğin otomotiv, elektrik veya inşaat endüstrilerinde termal stres içeren uygulamalar için plastiklerin seçilmesi için gereklidir. Geliştiricilere ve mühendislere, bir malzemenin boyutsal stabilitesini kaybetmeden son uygulamanın gereksinimlerine dayanıp dayanamayacağı hakkında bilgi verir. Yüksek HDT değeri, malzemenin yüksek sıcaklıklarda ve yüklerde bile güvenilir kaldığı anlamına gelir. Ancak sonuçlar, son ürünün maksimum çalışma sıcaklıkları hakkında herhangi bir bilgi sağlamamaktadır!
Isı direnci sıcaklığı HDT - Standartlara genel bakış
ISO 75-1, yük altında ısı direnci sıcaklığı HDT'nin belirlenmesi için genel test yöntemini açıklar. ISO 75'in tüm bölümlerinde test için yalnızca düz kenarlı test numunesi düzenlemelerine izin verilir.
ISO 75-2, plastikler (dolgulu plastikler ve işlenmeden önce elyaf uzunluğunun 7,5 mm'ye kadar olduğu uzun elyaf takviyeli plastikler dahil) ve sert kauçuk için özel gereklilikler içerir. Burada üç test yöntemi, testin başlangıcındaki sabit eğme geriliminin farklı değerleri ile belirtilir:
- Yöntem A: Eğme Gerilimi = 1.80 MPa
- Yöntem B: Eğme Gerilimi = 0.45 MPa
- Yöntem C: Eğme Gerilimi = 8.00 MPa
Prosedürler serbestçe seçilebilir. Ancak test numuneleri ne kadar sert olursa, daha yüksek bir başlangıç yükünün seçilmesi tavsiye edilir. Uygulanan eğme gerilimine bağlı olarak sonuçlar büyük ölçüde farklılık gösterir. Bu nedenle sonuçlarla birlikte stres durumunun da açıkça belirtilmesi önemlidir. Ölçümler, bir polipropilen numunesinin HDT'sinin A süreci (1,8 MPa) ile B süreci (0,45 MPa) arasında 57 °C'den 99 °C'ye yükseldiğini göstermiştir.
ISO 75-3, yüksek dirençli kürlenebilir laminatlar ve uzun elyaf takviyeli plastikler (elyaf uzunluğunun işlemden önce 7,5 mm'den fazla olduğu durumlarda) için ısı bozulma sıcaklığının belirlenmesine yönelik özel gereklilikleri içerir. Eğilme gerilimi, oda sıcaklığında test edildiğinde malzemenin eğilme modülünün bir kesri (1/1000) kullanılarak hesaplanır.
ASTM D648, numunenin dik pozisyonunda eğme yükü altındaki plastiklerin ısı direnci sıcaklığı için standart test yöntemini içerir. İki test yöntemi destek mesafesine göre belirlenir (numune ve destek arasındaki temas çizgileri arasındaki mesafe):
- Yöntem A: 101,6 ± 0,5 mm
- Yöntem B: 100,0 ± 0,5 mm
Yöntem ne olursa olsun, 0,455 MPa veya 1,82 MPa'lık sabit bir eğme gerilimi uygulanmalıdır.
ASTM D648 ve ISO 75'e göre test numuneleri
Malzeme testi için test numuneleri genellikle kesin olarak tanımlanmış koşullar altında enjeksiyonlu kalıplama kullanılarak üretilir. Bu, sonuçların yüksek düzeyde tekrarlanabilirliğini sağlar.
Bileşenlerin veya plakaların mekanik olarak işlenmesi, ör. B. otomotiv sektöründeki boruların veya bileşenlerin test edilmesi için hem ISO 75 hem de ASTM D648'e göre izin verilmektedir. Plakalardan anizotropik test numuneleri üretilirken, sonuçlardaki yöne bağlı farklılıkları tanımlayabilmek için bunların boyuna ve enine yönlerde çıkarıldığından emin olunması gerekir.
ISO 75 ve ASTM D648'e göre test numunelerine yönelik gereksinimler aşağıdaki tabloda listelenmiştir:
| Numune gövdesi: | ISO 75-1 ve ISO 75-2 | ASTM D648 |
|---|---|---|
| Hizalama | Düz kenar konumu | Dik konum |
| Enjeksiyon kalıplı | Uzunluk: 80 ± 2,0 mm Genişlik: 10 ± 0,2 mm Kalınlık: 4 ± 0,2 mm | Minimum uzunluk: Destek mesafesi +12,7 mm genişlik: 3–13 mm kalınlık: 12,7 ± 0,5 mm |
| panellerden / bileşenlerden | Kalınlık: 3 - 13 mm, tercihen 4 - 6 mm | Kalınlık: 3 mm veya daha kalın |
| Adet | En az iki test örneği* | En az iki test örneği |
*Test numuneleri çiftler halinde, basma damgasının zıt taraflarına (üzerine yükün uygulandığı) hizalanır.
Video: ISO 75 ve ASTM D648'e göre HDT ısı direnci sıcaklığı
Videoda, Amsler HDT/Vicat Allround ve testXpert test yazılımı kullanılarak ISO 75 ve ASTM D648 uyarınca HDT ısı direnci sıcaklığının ve ISO 306 ve ASTM D1525 uyarınca Vicat yumuşama sıcaklığının belirlenmesine yönelik test prosedürü gösterilmektedir.
ISO 75 ve ASTM D648 uyarınca test prosedürü ve test gereklilikleri
Isı direnci sıcaklığı, sertlik kaybı üç noktalı eğme yöntemi kullanılarak ölçülür. Bu amaçla, test numunesi desteklere düz (ISO 75) veya dik (ASTM D648) konumda uygulanır. HDT test zımbası, bir merkezleme aleti yardımıyla takılabilir. Bu, zımba ve destekler arasında paralellik sağlar ve yanlış hizalamadan kaynaklanan hataları önler.
Uygulanacak ağırlık standartlara uygun olarak hesaplanmalıdır. Bu, ISO 75 ve ASTM D648'e analog olarak yapılır ve testXpert test yazılımı tarafından benimsenir. Buradaki en önemli faktörler, seçilen yönteme bağlı olarak numunelerin boyutları, destek mesafesi ve uygulanacak gerilmedir.
Gerekli başlangıç sıcaklığına (ISO 75 '27 °C, ASTM D648 oda sıcaklığı) ulaşıldıktan sonra, yükleme cihazı ısıtma banyosuna (yağ) indirilir, test numuneleri ağırlıklarla yüklenir ve test 5 dakikalık bir bekleme süresiyle başlar. Sürünmeyi kısmen telafi etmek için 5 dakikalık bir bekleme süresi sağlanır (bazı malzemeler belirtilen eğme gerilimine maruz kaldığında sergiler).
Daha sonra ilk sünme mesafesi kaydedilir, sapma ölçer sıfırlanır ve standart sapmaya ulaşılana kadar sıcaklık ISO 75'e göre 120 ± 10 °C/sa veya ASTM'ye göre 2 ± 0,2 °C/dak (≙ 120 ± 12 °C/sa) eşit ısıtma hızında artırılır.
HDT testinin sonucu, 0,25 mm'lik bir sapmanın (ASTM) veya %0,20'lik bir eğme uzamasının (ISO) elde edildiği sıcaklıktır.
Aşağıdaki tablo ISO 75 (bölüm 1 ve 2) ve ASTM D648'deki en önemli parametrelerin bir karşılaştırmasını içermektedir.
Test koşullarına genel bakış ASTM D648 vs. ISO 75
| ISO 75-1, ISO 75-2 | ASTM D648 | ||
|---|---|---|---|
| Denetim aygıtı | Taban yarı çapı | 3 ± 0,2 mm | 3 ± 0,2 mm |
| Destek Mesafesi | 64 ± 1 mm | Yöntem A: 101,6 ± 0,5 mm Yöntem B: 100,0 ± 0,5 mm | |
| Eğme gerilmesi | Metot A: 1.80 MPa Metot B: 0.45 MPa Metot C: 8.00 MPa | 1,82 MPa 0,455 MPa | |
| Isı | Sıcaklık | < 27 °C | Oda sıcaklığı |
| Isınma oranı | 120 ± 10 °C/h 12 ± 1 °C/6 min | 2 ± 0,2 °C/min 10 ± 1 °C/5 min ≙120 ± 12 °C/h | |
| Termometre konumu | Numunenin merkezinden en fazla 12,5 mm uzakta | Numuneye dokunmadan 10 mm'den fazla yaklaşmayın | |
| Sonuç | Standart sapma | 0,20 % | 0,25 mm |
| Tekrarlama | münferit sonuçlar amorf plastikler veya sert kauçuk için 2 °C'den fazla veya yarı kristal malzemeler için 5 °C'den fazla sapma gösteriyorsa | – |
ISO 75 ve ASTM D648'e göre HDT test cihazı
Amsler HDT/Vicat Allround 6-300 ile ZwickRoell, tüm ISO ve ASTM standartlarına uygun olarak 300 ° C'ye kadar Vicat ve HDT sıcaklıklarını belirlemek için tam otomatik bir test dizisine sahip motorlu bir cihaz sunar. Gelişmiş mesafe ölçümü ve sıcaklık kontrol teknolojisi kullanılarak doğru ve tekrarlanabilir test sonuçları elde edilir. Kullanıcı dostu, güvenlik odaklı ve tavizsiz tasarım konfor ve güvenlik sağlar. Otomatik soğutma başlatmalı 2, 4 veya 6 test istasyonu, test numunelerinin motorlu olarak indirilmesi ve yükün uygulanması sağlanabilir. HDT Vicat test cihazı, dokunmatik ekranla tek başına veya bir PC ile birlikte kullanılabilir. Sonuçların anlamlı bir analizini gerçekleştirmek için testXpert test yazılımı kullanılabilir.
HDT / Vicat test cihazı hakkında daha fazla bilgi testXpert test yazılımı hakkında daha fazla bilgi
Plastiklerin ısı direnci hakkında sık sorulan sorular?
Heat Deflection Temperature (HDT) olarak da bilinen ısı direnci sıcaklığı, bir plastiğin tanımlanmış bir yük altında plastik olarak deforme olmaya başladığı sıcaklığı gösteren bir malzeme özelliğidir. Bu özellik öncelikle termoplastikler ve termosetler için test edilir ve bir malzemenin termal direncinin önemli bir göstergesidir.
ISO 75, plastiklerin ısı direnci sıcaklığını belirlemek için genel test yöntemini tanımlar ve uluslararası karşılaştırılabilir sonuçlar elde etmek için yük, test numunesi geometrisi ve ısıtma hızı gibi test ekipmanı ve test koşulları için gereksinimleri düzenler. Isı direnci sıcaklığı, bir plastiğin belirli bir yük altında deforme olmaya başladığı sıcaklık hakkında bilgi sağlar.
ASTM D648'e göre ısı direnci sıcaklığı, bir plastiğin termal etki nedeniyle (bir yağ banyosunda 2 ° C / dak'lık eşit bir ısıtma hızında sıcaklık artışı) tanımlanmış bir mekanik yük (1.82 MPA veya 0.455 MPa sabit eğme gerilimi) altında plastik olarak deforme olmaya başladığı sıcaklığı tanımlayan bir malzeme parametresidir. ASTM D648, HDT değerini belirlemek için test yöntemini belirtir. HDT değeri, 0,25 mm'lik bir sapmadaki sıcaklıktır.
Sonuç grafikleri genellikle şekilde görüldüğü gibi düzensiz eğriler gösterir. Bu fenomen tamamen normaldir ve plastiğin kendi davranışından kaynaklanmaktadır. Isı, numunenin test yönüne doğru veya ters yönde hareket etmesine neden olabilecek bazı donmuş iç gerilmeleri serbest bırakır. Yüksek kalıntı gerilmeleri serbest bırakırken, kısa bir süre için negatif bir ölçüm yolu bile kaydedilebilir. Bu, sonuçta düzensiz eğrilere yol açar. Bu tür düzensizlikler malzemeye ve bileşimine bağlı olarak değişir. Ancak, daha yüksek sıcaklıklara ulaşıldığında bu iç gerilmeler zaten giderildiğinden, sonuç üzerinde olumsuz bir etkileri yoktur. Numunelerin termal genleşmesi çok az öneme sahiptir. Ancak, geniş numuneler dik konumda kullanıldığında daha önemli hale gelir.
Sonuçlardaki farklılıkların numune geometrisinden veya malzemeden kaynaklandığı göz ardı edilebilirse, yaygın bir sorun HDT test pistonunun desteklere doğru hizalanmasıdır. Test pistonunun yanlış hizalanması, enine kuvvetler nedeniyle sonuçlarda büyük farklılıklara yol açabilir. Test pistonu doğru şekilde hizalandığında bu yanal kuvvetler oluşmaz.
Düzensizlikler sonuçları bozabileceğinden, dikkatlice hazırlanmış test numuneleri kullanmak önemlidir. Örneğin kenarlarında çapak bulunan test numuneleri farklı sonuçlara yol açar. Bu özellikle yalnızca küçük kuvvetler ve ağırlıklar kullanan test yöntemlerinde geçerlidir. Numune sırtın üzerinde durabilir ve bu düzensizliğin üstesinden gelinmesi test sırasında ölçülen mesafe olarak kaydedilir.