ASTM D256 Gekerfde Izod impacttest op kunststoffen
De ASTM D256 norm beschrijft een kerfslag-impacttest volgens de Izod methode voor bepaling van de gekerfde impactweerstand van kunststoffen. Binnen het kader van ASTM wordt de gekerfde impactsterkte van kunststoffen normaal gezien gemeten met een Izod test volgens ASTM D256. De buigspanning door de impact wordt uitgeoefend op een gekerfd sample dat aan één uiteinde ingeklemd wordt. Het resultaat wordt weergegeven als de diktegerelateerde energie-absorptie van het sample.
Izod impacttests worden ook beschreven in de normen ISO 180 en ASTM D4508.
Toepassingen van de testmethode volgens ASTM D256
De gekerfde Izod impacttest volgens ASTM D256 levert karakteristieke waarden voor de impactsterkte en kerfgevoeligheid bij hoge reksnelheden als een diktegerelateerde energiewaarde. De tests worden normaal gezien uitgevoerd in normaal klimaat van 23° / 50% relatieve vochtigheid volgens ASTM D618.
Toepassingen zijn onder andere:
- De vergelijking tussen verschillende vormmaterialen
- Tolerantiemonitoring in het kader van inkomende controles en kwaliteitscontrole
- Testen van afgewerkte onderdelen op basis van verspaning
- Opstellen van materiaalfiches
- Meting van verouderingseffecten
Izod kerfslagtests worden ook uitgevoerd in geïnstrumenteerde versie, dus met een snelle krachtmeting. Hiervoor bestaat echter nog geen norm.
ASTM D256 - een norm met verschillende testmethoden
De gekerfde impactbuigtest volgens ASTM D256 wordt gebruikt voor alle kunststoffen om het gedrag bij impactbelasting te karakteriseren. De impact-buigspanning wordt zijdelings uitgeoefend op een gekerfd sample dat aan één uiteinde ingeklemd wordt. Het resultaat wordt weergegeven als de diktegerelateerde energie-absorptie van het sample.
De norm bevat verschillende procedures, kerfafmetingen en kerfopstellingen om de kerfgevoeligheid van een polymeer te testen.
- Methode A wordt gebruikt voor kunststoffen met een Izod gekerfde impactsterkte hoger dan of gelijk aan 27 J/m. In dit geval wordt een kerfradius van 0,25 mm gebruikt. Het resultaat wordt rechtstreeks berekend uit de stijghoek van de hamer na de impact.
- Methode C wordt gebruikt voor zeer brosse kunststoffen met een Izod gekerfde impactsterkte lager dan 27 J/m. Ze komt overeen met methode A, maar de gemeten impactenergie wordt gecorrigeerd met de hoeveelheid berekende centrifugale arbeid van het sample.
- Methode D wordt gebruikt voor het meten van de kerfgevoeligheid van een polymeermateriaal. Hier wordt de gemeten kerfslagwaarde gemeten op samples met verschillende kerfradii, en wordt de kerfgevoeligheid berekend als een lineaire gradiënt over de kerfradius.
- Methode E wordt gebruikt voor het inschatten van de impactsterkte van ongekerfde samples. Bij deze methode wordt het sample 180° gedraaid zodat de kerf aan de tegenovergestelde kant van de impact zit. Het resultaat is enkel rechtstreeks vergelijkbaar met tests op ongekerfde samples.
ASTM D256 samples en afmetingen
De buitenafmetingen van samples volgens ASTM D256 zijn vastgelegd op een lengte van 2,5 in (63,5 mm) en een hoogte van 0,5 in (12,5 mm). De breedte van spuitgegoten samples mag variëren tussen 0,118 in (3,0 mm) en 0,5 in (12,5 mm), waarbij samples met een breedte van 1/8 in (3,2 mm) of 1/4 in (6,35 mm) courant zijn. Exacte details zijn terug te vinden in de specificaties van het materiaal, of moeten afgesproken worden tussen de betrokken partijen. Voor samples die uit onderdelen gehaald worden, bepaalt de wanddikte van het onderdeel meteen ook de breedte. Samples uit dunnere wanddikten worden getest met een impacttest volgens ASTM D1822.
Aangezien de methode een gekerfde meting van de impactsterkte beschrijft, moet het sample gekerfd worden. Voor de courante Methode A wordt een kerf met een radius van 0,25 mm en een hoek van 45° gefreesd in het sample tot een hoogte van 0,40 in (10,16 mm) overblijft aan de basis van de kerf. Voor de meting van de kerfgevoeligheid volgens Methode D, moeten de samples met verschillende kerfradii voorbereid worden. Naast de standaardkerf volgens Methode A, worden samples gefreesd met een kerfradius van 0,04 in (1,0 mm). Voor het aanbrengen van de kerf is de ZNO gemotoriseerde kerffreesmachine beschikbaar, met een normconforme frees met een enkele tand. Voor kleinere hoeveelheden samples bestaat een manuele kerffrees met automatische voeding.
Voor de test is het belangrijk dat de kerf exact geplaatst wordt waar het grootste buigmoment optreedt. Daarom worden de samples ofwel gepositioneerd met een hoogtestop, ofwel precies en betrouwbaar uitgelijnd met een uitlijnhulpstuk geïntegreerd in het impactblok.
Uitvoeren van de gekerfde kerfslag-impacttest volgens ASTM D256
Izod gekerfde impacttests volgens ASTM D256 maken gebruik van een kerfslaghamer met een pendel opgebouwd uit een staaf en een hamer aan het ene uiteinde, en een bevestiging aan een lager met lage wrijving aan het andere.
Het meetprincipe is gebaseerd op een kerfslaghamer met vastgelegde energiecapaciteit en valhoogte, die een deel van zijn kinetische energie afgeeft bij contact met het sample. Hierdoor keert de hamer na de impact niet terug tot zijn originele valhoogte. Het gemeten hoogteverschil tussen de valhoogte en de stijghoogte is dus een maat voor de geabsorbeerde energie. Via de valhoogte ligt ook de impactsnelheid vast, zodat de tests uitgevoerd worden met reproduceerbare reksnelheden.
De standaard hamer volgens ASTM D256 heeft een initiële potentiële energie van 2,7 J bij een valhoogte van 610 ±2 mm. Andere hamers ontstaan door het verdubbelen van de initiële potentiële energie bij dezelfde valhoogte. Hierdoor ontstaat een impactsnelheid van ongeveer 3,46 m/s voor alle hamers.
Elke hamer kan gebruikt worden voor metingen tot 85% van zijn initiële potentiële energie. Als meerdere hamers geschikt zijn, moet steeds de lichtste hamer gekozen worden.
Het sample wordt rechtopstaand ingeklemd zodat de kerf zich exact bij de rand van het inklempunt bevindt, waar ook het grootste buigmoment optreedt. Aangezien de inklemkracht het resultaat kan beïnvloeden, is het nuttig pneumatisch of gecontroleerd in te klemmen.
Het type meting impliceert dat alle energieverliezen toe te wijzen zijn aan het sample. Daarom is het belangrijk alle externe foutoorzaken zo klein mogelijk te houden of volledig weg te werken. Er bestaan strikte vereisten en controles die deel uitmaken van regelmatige kalibraties op vlak van onvermijdelijke wrijvingsverliezen door luchtwrijving en de lagering van de hamer. De correctiewaarden worden gemeten en toegewezen aan de respectievelijke hamer. Voor de kwaliteit van de meting is het essentieel dat het toestel voldoende massa heeft en dat de kerfslaghamer geïnstalleerd wordt op een zeer stabiele laboratoriumtafel, een werkblad dat vastzit aan een massieve muur of een betonsokkel. Interne trillingen in het instrument worden zo klein mogelijk gemaakt door het ontwerp. Daarom maakt ZwickRoell gebruik van hamers met dubbele stangen uit unidirectionele koolstofmaterialen, die zeer licht maar toch uiterst stijf zijn en zo minimale verliezen veroorzaken door oscillaties.
Normen voor het meten van de Izod impactweerstand en kerfslagwaarde
- ASTM D4812, een Izod test procedure voor het meten van de impactsterkte op ongekerfde samples
- ASTM D4508, een Izod test procedure voor het metingen op kleine samples (Chip impact), de tegenhanger van de Dynstat kerfslagtest volgens DIN 53435.
- ISO 180 beschrijft de Izod impacttest voor de bepaling van de impactsterkte en kerfslagwaarde van kunststoffen. Deze leveren karakteristieke waarden voor de impactsterkte bij hoge reksnelheden uitgedrukt als waarde ten opzichte van de sectie.
Verschil tussen de Izod en de Charpy methode
Beide methoden karakteriseren de impactsterkte van een materiaal op een zeer gelijkaardige manier, zodat de resultaten grotendeels correleren.
- De Izod testmethode, waarbij het sample verticaal wordt geplaatst, wordt normaal gezien gebruikt in ASTM normen.
- De Charpy impacttest, die gebruikt maakt van een driepunts buigopstelling, is de voorkeursmethode in ISO normen.
- Beide methoden worden gebruikt voor het meten van de gekerfde impactweerstand, waarbij het gekerfde sample zo wordt getroffen dat de kerf zich bevindt in de zone waar het sample op trek belast wordt. Voor de Izod test bevindt deze zone zich aan de impactzijde van de hamer, voor de Charpy test aan de tegenovergestelde zijde.
- De Charpy methode heeft verschillende voordelen bij tests aan lage temperaturen, aangezien de steunpunten van het sample zich relatief ver van het impactpunt van de hamer bevinden. Zo wordt de temperatuur niet beïnvloed door de steunpunten in de voor de test relevante zone en kunnen de samples eenvoudig vanuit een tempereerbox geplaatst worden.
Hoe wordt de impactsterkte berekend?
Een conventionele Charpy of Izod impacttest meet de impactenergie afgegeven door een hamer bij het treffen van het sample. Deze energie kan makkelijk bepaald worden uit het verschil tussen de valhoogte van de hamer en de stijghoogte na de impact. In de ISO normen wordt de impactenergie betrokken op de sectie van het sample en uitgedrukt in [kJ/m²], in de ASTM normen is het gebruikelijk de energie te betrekken op de dikte van het sample om de impactsterkte aan te duiden, bijvoorbeeld in [ft lbf/in].
Wat is gekerfde impactsterkte?
Bij het testen van ongekerfde samples wordt het resultaat impactsterkte genoemd, bij tests op gekerfde samples gekerfde impactsterkte.
Optimale integratie van de test volgens ASTM D256 via onze testXpert testsoftware
Een testsoftware-oplossing voor alles: testen van de impactsterkte volgens ASTM D256, trektests, buigtests en melt flow tests. Alle gegevens kunnen samen geëvalueerd worden.
- Talloze import- en exportmogelijkheden verzekeren een ideale integratie van testXpert en impacttests volgens ASTM D256 in uw processen. De testsoftware leest gegevens automatisch in uit andere systemen en schrijft ze weer weg, bijvoorbeeld naar het ERP of LIMS systeem van uw bedrijf.
- Het opmeten van samples volgens ASTM D256 is geïntegreerd: Tijdens de meting worden de overblijvende breedte, hoogte en breedte van het sample doorgestuurd van het meettoestel naar testXpert met een druk op de knop.
- Alle karakteristieke waarden uit de impacttest volgens ASTM D256, de trektest, de buigtest en de melt flow test worden samen opgeslagen in een database. De testgegevens zijn makkelijk terug te vinden, te evalueren en te reproduceren - over alle toepassingen heen. De toegang werkt eenvoudig via een webbrowser vanop elke locatie die voor u handig is.
- Onze trendanalyse levert een eenvoudige kwaliteitscontrolekaart (SPC) af waarmee u mogelijke afwijkingen ten opzichte van de kwaliteitsspecificatie snel detecteert.
Vaak gestelde vragen over de Izod kerfslagwaarde volgens ASTM D256
ASTM D256 is de internationale norm voor bepaling van de impactsterkte van kunststoffen en isolatiemateriaal.
De norm ASTM D256 beschrijft een impacttest volgens de Izod testmethode voor bepaling van de impactweerstand en kerfslagwaarde van kunststoffen. Izod impacttests worden ook beschreven in de normen ISO 180 en ASTM D4508.
De gekerfde Izod impacttest volgens ASTM D256 levert karakteristieke waarden voor de impactsterkte en kerfgevoeligheid bij hoge reksnelheden als een diktegerelateerde energiewaarde. De tests worden normaal gezien uitgevoerd in normaal klimaat van 23° / 50% relatieve vochtigheid volgens ASTM D618.
De norm wordt gebruikt voor het vergelijken van verschillende vormcompounds, tolerantiemonitoring in het kader van inkomende controles en kwaliteitscontrole, testen van afgewerkte onderdelen op basis van verspaning, opstellen van materiaalfiches en meting van verouderingseffecten.
- De gekerfde Izod impacttest volgens ASTM D256 levert karakteristieke waarden voor de impactsterkte en kerfgevoeligheid bij hoge reksnelheden als een diktegerelateerde energiewaarde.
- ASTM D4812, een Izod test procedure voor het meten van de impactsterkte op ongekerfde samples
- ASTM D4508, een Izod test procedure voor het metingen op kleine samples (Chip impact), de tegenhanger van de Dynstat kerfslagtest volgens DIN 53435.
- ISO 180 beschrijft de Izod impacttest voor de bepaling van de impactsterkte en kerfslagwaarde van kunststoffen. Deze leveren karakteristieke waarden voor de impactsterkte bij hoge reksnelheden uitgedrukt als waarde ten opzichte van de sectie.
Beide methoden karakteriseren de impactsterkte van een kunststof. De Izod testmethode, waarbij het sample verticaal wordt geplaatst, wordt gewoonlijk gebruikt in ASTM normen. De Charpy methode, die gebruikt maakt van een driepunts buigopstelling, is de voorkeursmethode in ISO normen.
Beide methoden worden gebruikt voor het meten van de gekerfde impactweerstand, waarbij het gekerfde sample zo wordt getroffen dat de kerf zich bevindt in de zone waar het sample op trek belast wordt.
Een Charpy of Izod impacttest meet de impactenergie die afgegeven wordt door een kerfslaghamer wanneer deze het sample doorbreekt. Ze wordt berekend uit het verschil tussen de starthoek van de hamer en de stijghoek na de impact. In de ISO normen wordt de impactenergie betrokken op de sectie van het sample en uitgedrukt in [kJ/m²], in de ASTM normen wordt deze energie betrokken op de dikte van het sample om de impactsterkte aan te duiden, bijvoorbeeld in [ft lbf/in].