邵氏硬度试验的定义
使用按ISO 7619-1或ASTM D2240标准化的试验程序,根据邵氏法测定橡胶弹性聚合物和弹性体的硬度。 邵氏硬度试验通常不用于金属。
在邵氏硬度试验中,使用硬化钢制成的弹簧加载型压头使材料/试样产生压痕,从而测量压痕深度。 压痕深度是邵氏硬度的一种测量方法,在0邵氏硬度(2.5毫米压痕深度)到100邵氏硬度(0毫米压痕深度)的标尺上进行测定。 根据压头形式和弹簧特性不同,建立了不同的邵氏硬度标尺。 最著名的标尺是邵氏硬度A和邵氏硬度D。其他的标尺,如:邵氏硬度B、C、0、00、000和D0等,用于一些特殊的应用。
邵氏硬度标尺及应用示例:
- 邵氏硬度A: 软质橡胶、弹性体和天然橡胶
- 邵氏硬度D: 硬质弹性体、塑料和硬质热塑性塑料
- 邵氏硬度0: 软质弹性体和纺织物
- 邵氏硬度00: 多孔橡胶、海绵橡胶和发泡橡胶
- 邵氏硬度B: 硬度超过邵氏硬度A的硬质弹性体
- 邵氏硬度C: 中等硬质弹性体
邵氏硬度试验程序
对于符合ISO 7619-1标准的邵氏硬度试验方法,必须事先考虑以下参数:
- 为了测定材料的硬度,该标准规定必须进行五次测量,然后计算出它们的平均值。
- 测试时间为15 s;如果使用其他的测试时间,则必须在硬度值中注明。
- 待测材料应在+23°C±2°C的室温下存放至少一小时。
在试验的第一步,用1.11-44.5 N的弹簧力将压头压入试样中,然后用3.92-50 N的接触力将压头压在试样上15秒。 试样的压痕深度在0-2.5 mm之间。用硬度计测量此穿透深度,并由此得出硬度值。 压头应以完全接触力作用于试样,持续时间为15秒。 如果超过或未达到施加力的这一持续时间,则必须在硬度值中标明。 持续时间越长,邵氏硬度值越低。
必须按照标准保持测试点的最小距离。 压痕之间的中心距离应≥5mm,到试样边缘的距离应≥12mm。
方法 | 弹簧力F [N] | 接触力FA [N] | 压头 | 测量行程t [mm] | 试样厚度[mm] | 量程 |
邵氏硬度A | 8.050 N | 9.81 N | 截头锥形,35°锥角 | 2.5 | ≥6 | 10 … 90<20邵氏硬度D |
邵氏硬度A0或邵氏硬度E | 8.050 N | 9.81 N | 球形,Ø 2.5 mm | 2.5 | ≥6 | <20邵氏硬度A |
邵氏硬度AM或邵氏硬度M | 0.764 N | 9.81 N | 角度为30°的锥形 | 1.25 | ≥1.25 | 10 … 90 |
邵氏硬度B | 8.065 N | 9.81 N | 角度为30°的锥形 | 2.5 | ≥6 | 10 … 90 |
邵氏硬度C | 44.5 N | 49.0 N | 截头锥形,锥角35°,截锥直径0.79 mm | 2.5 | ≥6 | 10 … 90 |
邵氏硬度D | 44.5 N | 49.0 N | 角度为30°的锥形 | 2.5 | ≥6 | 30 … 90>90邵氏硬度A |
邵氏硬度D0 | 44.5 N | 49.0 N | 球形,Ø 3/32" | 2.5 | ≥6 | 10 … 90 |
邵氏硬度0 | 8.05 N | 9.81 N | 球形,Ø 3/32" | 2.5 | ≥6 | 10 … 90 |
邵氏硬度ISO 868、ASTM D2240、ISO 48-1与ISO 48-4、ASTM D2240
- 按照ISO 868或ASTM D2240标准,测量塑料的邵氏硬度。 测量程序简单,可以使用便携式仪器轻松进行。 邵氏硬度测量广泛用于质量控制中,属于宏观方法。 对于实验室试验,我们建议将仪器与试验台结合使用。 ISO 21509标准中描述了这些仪器的标定。
- 根据ISO 48-1、ISO 48-4、ISO 48-7或ASTM D2240标准测量橡胶和弹性体的邵氏硬度。 ISO 48-9标准描述了仪器标定。 在ISO标准中关于塑料测量方面的主要区别在于压头的暴露时间。
- 在这两种情况下,这个试验方法测量的是压头压入材料的压痕深度。 压头上加载了一个设定好参数的弹簧。 被测材料的硬度越大,压痕深度越小,但压头载荷越大。 邵氏硬度显示在从0到100的邵氏硬度标尺范围内。 仪器的接触脚在试样表面上的接触力决定了零位。 根据标准,对于邵氏A,此力大约为10 N,对于邵氏D,此力大约为50 N。
- 因压头形式和弹簧特性不同,建立了不同的邵氏硬度标尺范围。 最常用的标尺是邵氏A和D。其他标尺,例如邵氏B、C、0、00、000和D0,专为一些特殊应用而开发。 应用范围包括从软质弹性体(邵氏A)到硬质热塑性塑料(邵氏D)。
- 模拟和数字邵氏硬度计
ZwickRoell提供配备了模拟或数字显示器和电脑连接选件的邵氏硬度计。 试验仪器配备了无反向间隙线性滚珠轴承,操作时几乎无摩擦。 在标定过程中可以精确调整弹簧刚度,以保持标准中为每个邵氏值规定的力。 通过这种方式,标准中规定的公差得到了严格遵守,并且测试结果具有极高的可重复性。
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