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ASTM D256 Resistencia al impacto Izod plástico

La norma ASTM D256 describe el ensayo de impacto según el método Izod para determinar la resistencia al impacto en plásticos. En marco de la ASTM, las resistencias al impacto se miden generalmente por el método Izod, según la norma ASTM D256. La tensión de flexión por impacto se produce de golpe en una probeta con entalla sujeta por un lado. El resultado se representa como la absorción de energía por el espesor de la probeta.

Los ensayos de impacto Izod también se describen en las normas ISO 180 y ASTM D4508.

Áreas de aplicación del método de ensayo según la ASTM D256

El ensayo de flexión por impacto según la norma ASTM D256 proporciona valores característicos para la resistencia al impacto y la sensibilidad a la entalla a altas tasas de deformación en forma de valor de energía por el espesor. Los ensayos se realizan generalmente en un clima normalizado de 23° / 50% de humedad relativa de acuerdo con ASTM D618.

Las áreas de aplicación son:

  • La comparación de diferentes compuestos de moldeo
  • Control de tolerancia en el marco de inspección de entrada de mercancía y aseguramiento de la calidad
  • Ensayo de piezas prefabricadas a partir de probetas extraídas
  • Creación de tarjetas de material
  • Medición de los efectos del envejecimiento.

Los ensayos de impacto Izod también se ofrecen como ensayos instrumentadas, es decir, con una medición de fuerza rápida. Sin embargo, todavía no se ha estandarizado.

ASTM D256: Una norma con varios métodos de ensayo

El ensayo de flexión por impacto según la norma ASTM D256 se utiliza para todos los plásticos rígidos con el fin de caracterizar el comportamiento antes solicitaciones de impacto. La tensión de flexión se produce de golpe al impactar sobre el lado estrecho de una probeta con entalla sujeta de lado. El resultado se representa como la absorción de energía por el espesor de la probeta.

Esta norma ofrece varios procedimientos, tamaños y disposiciones de la entalla para analizar la sensibilidad de la entalla de un material polimérico.

  • El método A se aplica para plásticos en los que la resistencia al impacto Izod es mayor o igual a 27 J/m. En este caso, se trabaja con un radio de entalla de 0,25 mm. El resultado se calcula directamente a partir de la altura de elevación del martillo del péndulo después del impacto.
  • El método C se aplica para plásticos muy frágiles en los que la resistencia al impacto Izod es inferior a 27 J / m. Corresponde al procedimiento A, pero el trabajo de impacto medido se corrige por la cantidad de trabajo centrífugo calculado de la probeta.
  • El método D se aplica para caracterizar la sensibilidad a la entalla de un material polimérico. Para este propósito, la resistencia al impacto se mide en probetas con diferentes radios de entalla y se calcula la sensibilidad de la entalla como un gradiente lineal en el radio de la entalla.
  • El método E se utiliza para estimar la resistencia al impacto de probetas sin entalla. Para ello, se sujeta la probeta con entalla con una rotación de 180° de forma que la entalla se encuentre en posición opuesta a la dirección del impacto. El resultado es solo parcialmente comparable con el ensayo de una probeta sin entalla.

ASTM D256; Probetas y dimensiones

Las probetas de conformidad con ASTM D256 tienen definidas sus dimensiones externas a una longitud de 2,5 pulgadas (63,5 mm) y una altura de 0,5 pulgadas (12,5 mm). La anchura de las probetas fabricadas por inyección puede oscilar entre 3,0 mm (0,118 pulgadas) y 12,5 mm (0,5 pulgadas), aunque es habitual el uso de probetas de 3,2 mm (1/8 pulgadas) o 6,35 mm (¼ pulgadas) de ancho. Los detalles exactos se pueden encontrar en las especificaciones del material a ensayar o deben acordarse entre las partes implicadas. En el caso de las probetas procedentes de componentes, el espesor de pared del componente suele determinar la anchura. Las probetas procedentes de espesores de pared más finos se someten al ensayo de tracción por impacto según la norma ASTM D1822.

El método describe la medición de la resistencia al impacto de la entalla, por lo que la probeta debe estar entallada. En el método habitual A, se introduce en la probeta una entalla con un radio de 0,25 mm y un ángulo de 45° mediante un proceso de mecanizado, de forma que se mantenga una altura residual en la base de la entalla de 0,40 pulg. (10,16 mm). En caso de tener que medir la sensibilidad de la entalla según el método D, deberán prepararse las probetas con diferentes radios de entalla. Además de la entalla estándar según el procedimiento A, también se fabrican probetas con un radio de entalla de 0,04 pulgadas (1,0 mm). Para la fabricación de entallas, está disponible la fresadora de entallas motorizada ZNO con una fresa de un solo diente conforme a la norma. Para cantidades de probeta más pequeñas, se recomienda la entalladora manual con avance automático.

Para el ensayo es importante que la entalla se encuentre exactamente en el área de máximo momento de flexión. Por ello, las probetas se posicionan con un tope de altura o se alinean de forma precisa y fiable mediante una unidad de alineación de entallas integrada en el bloque de impacto.

Realización del ensayo de flexión por impacto según la ASTM D256

Para el ensayo de impacto según el método Izod definido en la norma ASTM D256, los péndulos de impacto se utilizan con un martillo, que consta de una varilla de péndulo y un cuerpo de impacto, unido en su otro extremo a un cojinete de baja fricción.

El principio de medición se basa en un martillo de péndulo, que se determina en términos de capacidad de trabajo y altura de caída, que libera parte de su energía cinética cuando la probeta golpea. Como resultado, el martillo del péndulo ya no vuelve a la altura original de caída después del impacto. La diferencia de altura medida entre la altura de caída y la altura de subida se convierte en una medida de la energía absorbida. Al definir la altura de caída, también se determina la velocidad de impacto, de modo que los ensayos se llevan a cabo a tasas de deformación comparables.

El martillo del péndulo estándar según la norma ASTM D256 tiene una energía potencial de 2,7 J con una altura de caída fija de 610 ± 2 mm. Otros tamaños de martillo resultan de duplicar la capacidad de trabajo con la misma altura de caída. Esto da como resultado una velocidad de impacto de aproximadamente 3,46 m / s para todos los martillos del péndulo.
Cada martillo de péndulo se puede utilizar para medir energías de impacto hasta el 85% de su capacidad de trabajo. Si se tienen en cuenta varios tamaños de martillo, se debe seleccionar el más ligero.

La probeta se sujeta en una posición vertical definida de modo que la entalla queda exactamente en la esquina del punto de sujeción, es decir, en el área de mayor momento flector. Dado que la fuerza de sujeción puede influir en el resultado, resulta útil realizar una sujeción neumática o una comprobación de la fuerza de sujeción.

El tipo de medición implica que se atribuyan todas las pérdidas de energía a la probeta. Por esta razón, es importante minimizar, corregir o excluir completamente cualquier fuente externa de error. Existen especificaciones estrictas para las pérdidas por fricción que se producen inevitablemente por la fricción del aire y la fricción en los puntos de apoyo del martillo del péndulo, así como los controles en el marco de la calibración. Los valores de corrección se miden y se asignan a cada martillo del péndulo. Para la calidad de la medición, una masa suficiente y una instalación sin vibraciones del péndulo de impacto, en una mesa de laboratorio muy estable, en una superficie atornillada a una pared robusta o en una tarima de obra, son fundamentales. Las vibraciones internas del dispositivo se minimizan a través del diseño. Por este motivo, ZwickRoell utiliza martillos de péndulo con doble vástago fabricados con materiales de carbono unidireccionales, que tienen una masa muy baja y al mismo tiempo ofrecen una rigidez óptima de los vástagos del péndulo, que aseguran las menores pérdidas por vibraciones posibles.

Vídeo:

Los péndulos de la serie HIT 5.5 P y HIT 25/50 P se utilizan para realizar ensayos de impacto y de flexión por impacto según las normas que utilizan los métodos Izod, Charpy y de tracción por impacto.

Normas para la medición de la resistencia al impacto Izod

  • ASTM D4812, un método Izod para medir la resistencia al impacto en probetas sin entalla
  • La norma ASTM D4508, un método Izod para medir probetas pequeñas (Chip Impact), homólogo al ensayo de impacto Dynstat según la norma DIN 53435.
  • La norma ISO 180 describe el ensayo de impacto según el método Izod para determinar la resistencia al impacto en materiales plásticos. Proporciona valores característicos de la resistencia al impacto a altas tasas de deformación en forma de valor de energía por la sección transversal.

Diferencia entre los métodos Izod y Charpy

Ambos métodos de ensayo caracterizan la resistencia al impacto de un material de forma muy similar, por lo que los resultados están ampliamente correlacionados.

  • El método de ensayo Izod, en el que la probeta se mantiene en posición vertical, se utiliza habitualmente en las normas ASTM.
  • El método Charpy, que funciona con una configuración de flexión en tres puntos, se utiliza preferentemente con las normas ISO.
  • En ambos métodos se mide la resistencia al impacto en la entalla. Para ello, se impacta sobre la probeta de forma que la entalla se encuentre en el área de tracción de la flexión generada por el impacto. Con Izod, esta zona de tracción se encuentra en el lado de impacto del martillo y con Charpy, en el lado opuesto.
  • El método Charpy ofrece ventajas para los ensayos a bajas temperaturas, ya que los puntos de contacto de la probeta en el péndulo de impacto están relativamente alejados del punto donde golpea el martillo. De este modo, la temperatura no es absorbida por los soportes del área en cuestión y las probetas pueden introducirse fácilmente desde una cámara con temperatura controlada.

¿Cómo se calcula la resistencia al impacto?

En el ensayo de impacto convencional que utiliza el método Charpy o Izod, se mide la energía, o energía de impacto, generada por el martillo del péndulo al golpear la probeta. Esta energía puede determinarse de forma muy sencilla a partir de la diferencia entre la altura de liberación del martillo del péndulo y la altura de subida tras el impacto. En las normas ISO, la energía de impacto se relaciona con el área de la sección transversal de la probeta y se indica en [kJ/m²], mientras que en las normas ASTM es habitual relacionar esta energía con el espesor de la probeta para obtener una resistencia al impacto, por ejemplo, en [ft lbf/in].

¿Qué es la resistencia al impacto en la entalla?

En el ensayo de una probeta sin entalla, se mide la resistencia al impacto, mientras que en el ensayo de una probeta entallada, se habla de la resistencia al impacto en la entalla.

Productos adecuados para ensayos según la norma ASTM D256

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