ASTM D256 Prove di impatto Izod su provini in plastica con intaglio
La ASTM D256 descrive le prove di impatto utilizzando il test Izod per la determinazione della resistenza all'impatto su provini in plastica con intaglio. La sollecitazione di impatto a flessione viene applicata lateralmente su un campione intagliato bloccato su un lato. Il risultato è presentato come un assorbimento di energia legato allo spessore del campione.
Le prove di impatto Izod sono descritte anche nelle norme ISO 180 e ASTM D4508.
Obiettivo e applicazioni Metodi A - E Provini e dimensioni Prove Video Altri standard Differenza Izod & Charpy Calcolo resistenza all’impatto Sistemi di prova FAQ
Obiettivo e applicazioni del metodo di prova ASTM D256
La prova di impatto a flessione Izod su provini con intaglio secondo ASTM D256 fornisce valori caratteristici per la resistenza all'impatto e la sensibilità all'intaglio ad alte velocità sotto forma di energia legata allo spessore. I test sono di solito eseguiti in condizioni climatiche normali di 23° / 50% di umidità relativa secondo ASTM D618.
Le applicazioni includono:
- La comparazione di diversi materiali da stampaggio
- Il monitoraggio delle tolleranze nell'ambito dei controlli dell’accettazione delle merci e della garanzia della qualità
- I test su parti finite sulla base di provini lavorati
- La creazione di schede di materiale
- La misurazione degli effetti dell'invecchiamento
I test di impatto Izod su provini intagliati sono eseguiti anche sotto forma di prove strumentate, cioè con una misurazione veloce della forza, ma non esiste ancora uno standard per questo.
ASTM D256 - una normativa che copre diversi metodi di prova
La prova di impatto a flessione su provini con intaglio secondo ASTM D256 viene utilizzata per tutte le materie plastiche per caratterizzare il loro comportamento sotto carico d'impatto. La sollecitazione di impatto a flessione viene applicata lateralmente su un campione intagliato bloccato su un lato. Il risultato è presentato come un assorbimento di energia legato allo spessore del campione.
Questa norma descrive varie procedure, forme e modalità dell’intaglio per misurarne la sensibilità in un materiale polimerico.
- Il metodo A è usato per le materie plastiche con una resistenza all’impatto su provini Izod con intaglio maggiore o uguale a 27 J/m. In alcuni casi viene usato un raggio di 0.25 mm. Il risultato è calcolato direttamente dall'altezza del martello dopo l'impatto.
- Il metodo C è usato per le materie plastiche molto fragili con una resistenza all’impatto su provini Izod con intaglio inferiore a 27 J/m. Corrisponde al metodo A, ma l'energia d'impatto misurata viene corretta con la quantità di lavoro centrifugo calcolato del campione
- Il metodo D è utilizzato per caratterizzare la sensibilità all'impatto di un polimero. Qui l'energia di impatto è misurata su campioni con diversi raggi di taglio, e la sensibilità all'impatto è calcolata come un gradiente lineare sul raggio di taglio.
- Il metodo E è usato per stimare la resistenza d'impatto dei campioni senza intaglio. Per questo metodo, il campione viene afferrato ruotato di 180° in modo che la tacca sia posizionata in direzione opposta a quella dell'impatto. Il risultato è direttamente comparabile solo con test su campioni senza intaglio.
ASTM D256 provini e dimensioni
Le dimensioni esterne dei provini secondo ASTM D256 devono rispettare le seguenti dimensioni: lunghezza 2,5 in (63,5 mm) e altezza 0,5 in (12,5 mm). La larghezza dei provini stampati a iniezione può essere compresa tra 0,118 in (3,0 mm) e 0,5 in (12,5 mm), mentre è comune l'uso di provini con una larghezza di 1/8 in (3,2 mm) o 1/4 in (6,35 mm). I dettagli esatti si trovano nelle specifiche del materiale da testare o devono essere concordati tra le parti interessate. Per i provini ricavati da componenti, lo spessore della parete di questi ultimi determina normalmente la larghezza. I campioni prelevati da spessori di parete più sottili vengono testati utilizzando la prova di impatto secondo ASTM D1822.
Con questo metodo la misurazione avviene su un provino con intaglio.
- Per il metodo A, comunemente utilizzato, viene scelto un provino intagliato con un raggio di 0,25 mm e un angolo di 45° in modo che alla base dell'intaglio rimanga un'altezza di 0,40 pollici (10,16 mm).
- Se la sensibilità dell'intaglio deve essere misurata secondo il Metodo D, i provini devono essere preparati con raggi di intaglio diversi. Oltre all'intaglio standard secondo il Metodo A, i campioni vengono lavorati con un raggio di intaglio di 0,04 in (1,0 mm).
Per la preparazione dell'intaglio è disponibile lo strumento motorizzato ZNO con una fresa a dente singolo conforme allo standard. Per quantità minori di campioni, si consiglia il piano di intaglio manuale con movimento di avanzamento automatico.
Per la prova, è importante che l'intaglio sia posizionato esattamente nell'area del momento flettente maggiore. Per questo motivo, i campioni vengono posizionati utilizzando un arresto in altezza, oppure allineati in modo preciso e affidabile con un'unità di allineamento dell'intaglio integrata nel dispositivo di impatto.
Prova di impatto a flessione con intaglio secondo ASTM D256
Per le prove di impatto Izod con intaglio secondo ASTM D256, gli strumenti per prove di impatto su plastiche sono utilizzati con un martello a pendolo formato da un'asta e un percussore, l'altra estremità è fissata a un cuscinetto a basso attrito.
Il principio di misurazione si basa su un martello da impatto, con capacità energetica e altezza di caduta definite, che trasferisce parte della sua energia cinetica quando colpisce il campione. Di conseguenza, il martello non ritorna alla sua altezza di caduta originale dopo l'impatto. La differenza di altezza misurata tra quella di caduta e quella di risalita è quindi la misura dell'energia assorbita. Stabilendo l'altezza di caduta, si definisce anche la velocità d'impatto in modo che le prove possano essere eseguite con tassi di deformazione riproducibili.
Il martello standard secondo ASTM D256 ha un'energia potenziale iniziale di 2,7 J ad un'altezza di caduta specificata di 610 ±2 mm. Per i martelli aggiuntivi, l'energia iniziale è sempre raddoppiata alla stessa altezza di caduta. Questo si traduce in una velocità di impatto di circa 3,46 m/s per tutti i martelli.
Ogni martello può essere utilizzato per misurazioni fino all'85% della sua energia potenziale iniziale. Se si verifica la possibilità di usare diversi martelli, si dovrebbe sempre scegliere il martello più leggero.
Il provino viene afferrato in piedi sul bordo con un orientamento specifico in modo che l'intaglio si trovi esattamente nell'angolo del punto di presa, cioè nell'area del momento flettente più alto. Poiché la forza di serraggio può influenzare il risultato, è utile il relativo controllo e la presa di tipo pneumatico.
Questo tipo di misurazione implica che tutte le perdite di energia siano attribuibili al campione. È quindi importante minimizzare, correggere o eliminare completamente tutte le cause esterne di errore. Per quanto concerne le perdite di attrito che inevitabilmente si verificano a causa della resistenza dell'aria e a livello dei cuscinetti del martello, esistono specifiche e controlli rigorosi durante le tarature regolari. I valori di correzione sono misurati e assegnati al rispettivo martello. Una massa adeguata e un'installazione senza vibrazioni del pendolo per prove di impatto su un tavolo da laboratorio stabile o su un piano di lavoro fissato a una parete solida sono fondamentali per la qualità della misurazione. Le vibrazioni interne del dispositivo sono ridotte al minimo grazie al suo design. ZwickRoell utilizza martelli con doppia asta in carbonio ad elevata rigidità con una massa ridotta.
Normative per la misurazione della resistenza all’impatto Izod e della resistenza all’impatto con intaglio
- ASTM D4812, test Izod per la misurazione della resistenza all'impatto su provini senza intaglio
- ASTM D4508, test Izod per la misurazione su provini piccoli (Chip impact), il corrispondente del test della prova di impatto a Dynstat secondo DIN 53435.
- La norma ISO 180 descrive la prova di impatto Izod sulle materie plastiche per la determinazione della resistenza all'impatto e all’impatto con intaglio. Fornisce valori caratteristici per la resistenza all'impatto ad alte velocità di deformazione sotto forma di un valore legato alla sezione trasversale.
Differenza tra metodo Izod e Charpy
Entrambi i metodi descrivono la resistenza all'impatto di un materiale in modo molto simile, per cui i risultati sono ampiamente correlati.
- Il metodo di prova Izod, in cui il provino è posizionato verticalmente, è normalmente utilizzato negli standard ASTM.
- Il metodo Charpy, che utilizza una configurazione di flessione a tre punti, è il metodo preferito nelle norme ISO.
- Entrambi i metodi sono utilizzati per misurare la resistenza all'impatto con intaglio, per cui il provino viene colpito in modo che l'intaglio si trovi nella zona di trazione della flessione del provino causata dall'impatto. Per la prova Izod, questa zona di trazione si trova sul lato di impatto del martello a pendolo, mentre per la prova Charpy sul lato opposto.
- Il metodo Charpy offre diversi vantaggi quando si effettuano prove a basse temperature, poiché i punti di contatto del provino nello strumento sono relativamente lontani dal punto colpito dal martello. In questo modo, la temperatura non viene influenzata o modificata dai supporti posti nell'area circostante e i provini possono essere semplicemente prelevati da un’unità a temperatura controllata.
Come viene calcolata la resistenza all’impatto?
Una prova d'impatto Charpy o Izod convenzionale misura l'energia d'impatto emessa da un martello a pendolo quando colpisce il provino. Questa energia può essere facilmente determinata dalla differenza tra l'altezza di rilascio del martello a pendolo e la sua altezza di risalita dopo l'impatto. Nelle norme ISO, l'energia d'impatto è correlata all'area della sezione trasversale del provino e indicata in [kJ/m²], mentre nelle norme ASTM è comunemente correlata allo spessore del provino per indicare un valore di resistenza all'impatto, ad esempio in [ft lbf/in].
Che cos'è la resistenza all'urto con intaglio?
Quando si testa un provino non intagliato, il risultato è chiamato resistenza all'impatto, mentre le prove eseguite su provini intagliati determinano la loro resistenza all'impatto con intaglio.
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- La misurazione delle dimensioni del provino secondo la norma ASTM D256 è integrata: durante la misurazione, la larghezza, l'altezza e la larghezza residua del provino vengono trasmesse dal dispositivo di misurazione al testXpert semplicemente premendo un pulsante.
- Tutti i valori caratteristici ottenuti dalla prova di resistenza all'impatto secondo la norma ASTM D256, dalla prova di trazione, dalla prova di flessione e dalla prova di estrusione sono memorizzati in un unico database. I dati di prova sono facilmente reperibili, valutabili e riproducibili in tutte le applicazioni. L'accesso è facile tramite un browser web, ovunque ti trovi.
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FAQ - ASTM D256
ASTM D256 è lo standard internazionale per la determinazione della resistenza all'impatto dei materiali plastici e isolanti.
La ASTM D256 descrive le prove di impatto a flessione utilizzando il test Izod per la determinazione della resistenza all'impatto su provini in plastica con intaglio. Le prove di impatto Izod sono descritte anche nelle norme ISO 180 e ASTM D4508.
La prova di impatto a flessione Izod su provini con intaglio secondo ASTM D256 fornisce valori caratteristici per la resistenza all'impatto e la sensibilità all'intaglio ad alte velocità sotto forma di energia legata allo spessore. I test sono di solito eseguiti in condizioni climatiche normali di 23° / 50% di umidità relativa secondo ASTM D618.
Questa normativa viene utilizzata per determinare la comparabilità di diverse miscele di stampaggio, per il monitoraggio delle tolleranze nell'ambito dei controlli dell’accettazione delle merci e della garanzia della qualità, per le prove su parti finite sulla base di provini lavorati, per la creazione di schede materiali e per la misurazione degli effetti dell'invecchiamento.
- La prova di impatto a flessione Izod su provini con intaglio secondo ASTM D256 fornisce valori caratteristici per la resistenza all'impatto e la sensibilità all'intaglio ad alte velocità sotto forma di energia legata allo spessore.
- ASTM D4812, test Izod per la misurazione della resistenza all'impatto su provini senza intaglio
- ASTM D4508, test Izod per la misurazione su provini piccoli (Chip impact), il corrispondente del test della prova di impatto a Dynstat secondo DIN 53435.
- La norma ISO 180 descrive la prova di impatto Izod sulle materie plastiche per la determinazione della resistenza all'impatto e all’impatto con intaglio. Fornisce valori caratteristici per la resistenza all'impatto ad alte velocità di deformazione sotto forma di un valore legato alla sezione trasversale.
Entrambi i metodi di prova caratterizzano la resistenza all'impatto di un materiale plastico. Il metodo di prova Izod, in cui il provino è posizionato verticalmente, è normalmente utilizzato negli standard ASTM. Il metodo Charpy, che utilizza una configurazione di flessione a tre punti, è il metodo preferito nelle norme ISO.
Entrambi i metodi sono utilizzati per misurare la resistenza all'impatto con intaglio, per cui il provino viene colpito in modo che l'intaglio si trovi nella zona di trazione della flessione del provino causata dall'impatto.
Una prova d'urto Charpy o Izod misura l'energia d'impatto emessa da un martello a pendolo quando colpisce il provino, che può essere determinata dalla differenza tra l'altezza di rilascio del martello e la sua altezza di risalita dopo l'impatto. Nelle norme ISO, l'energia d'impatto è correlata all'area della sezione trasversale del provino e indicata in [kJ/m²], mentre nelle norme ASTM è comunemente correlata allo spessore del provino per indicare un valore di resistenza all'impatto, ad esempio in [ft lbf/in].