ASTM D256 | Izod resistência ao impacto com entalhe plástico
A norma ASTM D256 descreve o ensaio de flexão por impacto no método Izod para determinação da resistência ao impacto com entalhe em plásticos. A força de flexão repentina é aplicada em uma amostra entalhada fixada de forma unilateral. O resultado é apresentado como absorção energética da amostra relacionada à espessura.
Os ensaios de impacto conforme Izod também são descritos nas normas ISO 180 e na norma ASTM D4508.
Objetivo & Áreas de Aplicação Métodos A até E Amostras & Dimensões Execução do Ensaio Vídeo Outras Normas Relevantes Diferença Izod & Charpy Cálculo da Força de Impacto Sistemas de Ensaio FAQ's
Objetivo & Áreas de Aplicação do método de ensaio conforme ASTM D256
O ensaio Izod de flexão por impacto com entalhe conforme ASTM D256 fornece valores característicos para a força de impacto e a sensibilidade ao entalhe com altas taxas de deformação em forma de um valor energético relacionado à espessura. Os ensaios são normalmente executados em condições climáticas normais de 23° / 50% de umidade relativa conforme ASTM D618.
As áreas de aplicação são:
- A comparação de diferentes compostos para moldagem
- Monitoramento da tolerância no âmbito do controle de entrada de mercadorias e da qualidade assegurada
- Verificação de peças acabadas por meio de amostras retiradas
- Elaboração de mapas de material
- Medição de efeitos de envelhecimento
Os ensaios de impacto Izod também são oferecidos como ensaios instrumentados, ou seja, com medição de força rápida. Para tal, no entanto, não existe normalização ainda.
ASTM D256 - Uma norma com vários métodos de ensaio
O ensaio de flexão por impacto com entalhe conforme ASTM D256 é utilizado em todos os plásticos rígidos com o objetivo de caracterizar o comportamento frente a estresses por impacto. A força de flexão repentina é aplicada em uma amostra entalhada fixada de forma unilateral por meio de impacto no lado estreito. O resultado é apresentado como absorção energética da amostra relacionada à espessura.
Esta norma oferece diferentes procedimentos, tamanhos de entalhe e arranjos de entalhes com o objetivo de analisar a sensibilidade ao entalhe de um material polímero
- O método A é utilizado para plásticos nos quais a Izod resistência ao impacto com entalhe é superior ou igual a 27 J/m. Nisso é considerado um raio do entalhe de 0,25 mm. O resultado é calculado diretamente a partir da altura de elevação do martelo do pêndulo após o impacto.
- O método C é utilizado em plásticos muito frágeis nos quais a Izod resistência ao impacto com entalhe é inferior a 27 J/m. Ele corresponde ao método A, porém o trabalho de impacto medido é corrigido pelo valor do trabalho centrífugo calculado da amostra.
- O método D é utilizado para a caracterização da sensibilidade ao entalhe de um material polímero. Para tal é feita a medição da resistência ao impacto com entalhe em amostras com diferentes raios de entalhe e a sensibilidade ao entalhe é calculado com gradiente linear por intermédio do raio do entalhe.
- O método E é utilizado para a estimativa da força de impacto em amostras sem entalhe. Para tal a amostra com entalhe é fixada de forma girada em 180° de modo que o entalhe se encontra no lado oposto à direção do impacto. O resultado pode ser comparado ao ensaio com uma amostra sem entalhe somente de forma limitada.
ASTM D256 Amostras & Dimensões
As amostras conforme ASTM D256 foram fixadas em suas dimensões externas para 2.5 polegadas (63.5 mm) em comprimento e 0.5 polegadas (12.5 mm) em altura. A largura de amostras feitas por moldagem por injeção pode variar entre 0.118 polegadas (3.0 mm) e 0.5 polegadas (12,5 mm), sendo que a utilização de amostras com 1/8 polegada (3.2 mm) ou de ¼ polegada (6.35 mm) em largura é comum. As indicações exatas se encontram na especificação de material do material a ser testado, ou devem ser conciliadas entre as partes envolvidas. No caso de amostras retiradas de componentes, a espessura da parede do componente normalmente determina a largura. Amostras retiradas de espessuras de parede menores são testadas no ensaio de tração por impacto conforme ASTM D1822.
Visto que o método descreve a medição da resistência ao impacto com entalhe, a amostra deverá ser entalhada.
- No método A usual é feito na amostra um entalhe com raio de 0,25 mm e ângulo de 45° por meio de usinagem de modo que é preservada no fundo do entalhe a altura restante de 0,40 polegadas (10,16 mm).
- Quando a medição da sensibilidade ao entalhe deve ser feita conforme o Método D, amostras de diferentes raios do entalhe devem ser fabricadas. Além do entalhe padrão conforme o Método A são fabricadas também amostras de 0,04 polegadas (1,0 mm) em raio do entalhe.
Para a execução do entalhe está disponível a entalhadora motorizada ZNO com fresa de dente único em conformidade com a norma. Para quantidades de amostras menores é recomendada a plaina de entalhar manual com movimento de avanço automático.
Para o ensaio é importante que o entalhe se encontre exatamente no área do maior momento de flexão. Por esse motivo as amostras são posicionadas com um batente de altura, ou são alinhadas com exatidão e segurança com o auxílio de uma unidade de alinhamento por entalhe integrada no bloco de impacto.
Execução do ensaio de impacto Charpy conforme ASTM D256
Para o ensaio de impacto com entalhe conforme o método Izod conforme ASTM D256 são utilizados pêndulos de impacto para plásticos com martelo do pêndulo formado por uma haste do martelo e um corpo de impacto e fixado em sua outra extremidade em um mancal de baixo atrito.
O princípio da medição se baseia em um martelo de pêndulo com energia potencial efetiva e altura de queda definidas, o qual na ruptura da amostra transfere uma parte de sua energia cinética. Por este motivo o martelo do pêndulo não sobe mais até a altura de queda original após o impacto. A diferença de altura medida entre a altura de queda e a altura de elevação se torna dessa forma uma medida para a energia absorvida. Por meio da definição da altura de queda também é definida a velocidade de impacto de modo que os ensaios são executados a taxas de deformação comparáveis.
O martelo de pêndulo padrão conforme ASTM D256 possui energia potencial efetiva de 2,7 J com a altura de queda definida de 610 ±2 mm. Outros tamanhos de martelo resultam, respectivamente, da duplicação da energia potencial efetiva com a mesma altura de queda. Disso resulta para todos os martelos de pêndulo a velocidade de impacto de aprox. 3,46 m/s.
Cada martelo de pêndulo pode ser utilizado para medições de energias de impacto de até 85% de sua energia potencial efetiva. Quando martelos de vários tamanhos poderiam ser utilizados, deve ser selecionado o martelo de pêndulo mais leve, respectivamente.
A amostra é alinhada de forma definida, em posição vertical, e é fixada de modo que o entalhe se encontra exatamente no canto do local de travamento, ou seja, na região do maior momento de flexão. Visto que a força de travamento poderá influenciar o resultado, o travamento pneumático e/ou o controle da força de travamento são razoáveis.
O tipo de medição implica que todas as perdas de energia devem ser atribuídas à amostra. Por este motivo é importante minimizar, corrigir ou excluir completamente todas as fontes de erro externas. Para as perdas por atrito as quais ocorrem necessariamente através do atrito de ar e do atrito nos pontos de suporte do martelo do pêndulo existem definições precisas na ISO 13802 e controle no âmbito da calibração periódica. Os valores de correção serão medidos e atribuídos ao respectivo martelo do pêndulo. É fundamental para a qualidade da medição a massa suficiente e a montagem sem vibração do pêndulo de impacto em uma mesa de laboratório estável, em uma placa de trabalho aparafusada em uma parede sólida, ou em uma base de alvenaria. As vibrações internas do equipamento são minimizadas de forma construtiva. A ZwickRoell utiliza martelos de pêndulo com haste dupla feita em materiais de carbono mono-direcionais os quais possuem muito pouca massa e oferecem simultaneamente rigidez otimizada das hastes do martelo, minimizando as perdas por vibração.
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Normas para medição da força de impacto Izod e da resistência ao impacto com entalhe
- ASTM D4812, um método Izod para a medição de forças de impacto em amostras sem entalhe
- ASTM D4508, um método Izod para medição em amostras pequenas (Chip-Impact) que é considerado equivalente ao ensaio de flexão por impacto Dynstat conforme DIN 53435.
- A ISO 180 descreve o ensaio de impacto em plásticos no método Izod para determinação da força de impacto e da resistência ao impacto com entalhe em plásticos. Ele fornece valores característicos da força de impacto com altas taxas de deformação em forma de um valor energético relativo à seção transversal.
Diferença entre o método de Izod e o método de Charpy
Ambos os métodos de ensaio caracterizam a força de impacto de um material de maneira muito similar de modo que os resultados em grande parte coincidem.
- O método de ensaio Izod, que usa a amostra em posição vertical, é normalmente aplicado nas normas ASTM.
- O ensaio de impacto Charpy, que trabalha com uma configuração de flexão de três pontos, é preferencialmente utilizado com as normas ISO.
- Nos dois métodos é feita a medição da resistência ao impacto com entalhe. Para este fim, o impacto sobre a amostra entalhada é feito de forma que o entalhe se encontra na área de tração da flexão causada pelo impacto. No método Izod, a área de tração se encontra no lado de impacto do martelo do pêndulo, e no método Charpy, ela se encontra no lado oposto.
- O método Charpy oferece vantagens no ensaio a baixas temperaturas uma vez que os pontos de apoio da amostra no pêndulo de impacto estão relativamente distantes do ponto sujeito ao impacto do martelo do pêndulo. Dessa forma, na área relevante a temperatura não é influenciada pelos apoios e a alimentação das amostras poderá ser feita facilmente a partir de uma caixa de temperatura regulada.
Como a força de impacto é calculada?
No ensaio de impacto convencional no método Charpy ou no método Izod, é feita a medição da energia respectivamente do trabalho de impacto transmitido pelo martelo do pêndulo na destruição da amostra. A energia pode ser determinada de forma muito fácil a partir da diferença entre a altura de disparo do martelo do pêndulo e a altura de elevação após o impacto. Nas normas ISO, o trabalho de impacto é indicado relativo à área da seção transversal da amostra e em [kJ/m²], enquanto nas normas ASTM a energia costumeiramente é relacionada à espessura da amostra para indicar a força de impacto por ex. em [ft lbf/in].
O que é resistência ao impacto com entalhe?
No ensaio de uma amostra sem entalhe, o resultado é chamado de força de impacto, enquanto no ensaio de uma amostra entalhada é determinada a resistência ao impacto com entalhe.
Integração otimizada do ensaio conforme ASTM D256 por meio do software de ensaios testXpert
Um software de ensaios para tudo: o ensaio de impacto conforme ASTM D256, o ensaio de tração, ensaio de flexão e ensaio de fluidez. E todos os dados podem ser avaliados em conjunto.
- Diversas opções de importação e exportação garantem a integração otimizada do testXpert e do ensaio de impacto conforme ASTM D256 em seus processos. Automaticamente, o software de ensaios faz a leitura de dados de outros respectivos sistemas, por exemplo, de seus sistemas ERP e/ou LIM internos.
- A medição das dimensões das amostras conforme ASTM D256 está integrada: A largura residual, altura e largura da amostra são transmitidas pelo equipamento de medição ao testXpert ao apertar um botão.
- Todos os valores característicos dos ensaios de impacto conforme ASTM D256, ensaio de tração, ensaio de flexão e ensaio de fluidez são armazenados conjuntamente em um banco de dados. Os dados de ensaio podem ser facilmente localizados, avaliados e comparados – incluindo todas as aplicações. O acesso é realizado facilmente através do navegador da web – de onde quiser.
- O Trend Analysis oferece um gráfico de controle de qualidade simples (SPC), o qual permite detectar desvios das especificações de qualidade em um estágio inicial.
FAQs referentes à força de impacto Izod conforme ASTM D256
ASTM D256 é a norma internacional para determinação da resistência ao impacto de ensaio de plásticos e materiais de isolamento.
A norma ASTM D256 descreve o ensaio de flexão por impacto no método Izod para determinação da resistência ao impacto e/ou da resistência ao impacto com entalhe em plásticos. Os ensaios de impacto conforme Izod também são descritos nas normas ISO 180 e na norma ASTM D4508.
O ensaio Izod de flexão por impacto com entalhe conforme ASTM D256 fornece valores característicos para a força de impacto e a sensibilidade ao entalhe com altas taxas de deformação em forma de um valor energético relacionado à espessura. Os ensaios são normalmente executados em condições climáticas normais de 23° / 50% de umidade relativa conforme ASTM D618.
Eles são utilizados para determinação da comparabilidade de diferentes massas de forma, monitoramento da tolerância no âmbito de controle de entrada de mercadorias e qualidade assegurada, ensaio de peças acabadas por meio de amostras retiradas, elaboração de cartões de material e para medição de efeitos de envelhecimento.
- O ensaio Izod de flexão por impacto com entalhe conforme ASTM D256 fornece valores característicos para a força de impacto e a sensibilidade ao entalhe com altas taxas de deformação em forma de um valor energético relacionado à espessura.
- ASTM D4812, um método Izod para a medição de forças de impacto em amostras sem entalhe
- ASTM D4508, um método Izod para medição em amostras pequenas (Chip-Impact) que é considerado equivalente ao ensaio de flexão por impacto Dynstat conforme DIN 53435.
- ISO 180 descreve o ensaio de impacto em plásticos no método Izod para determinação do força de impacto e da resistência ao impacto com entalhe. Ele fornece valores característicos da força de impacto com altas taxas de deformação em forma de um valor energético relativo à seção transversal.
Ambos os métodos de ensaio caracterizam a força de impacto de um material feito em plástico. O método de ensaio Izod, que usa a amostra em posição vertical, é normalmente aplicado nas normas ASTM. O método Charpy, que trabalha com uma estrutura de flexão de três pontos, é preferencialmente utilizado com as normas ISO.
Nos dois métodos é feita a medição da resistência ao impacto com entalhe. Para este fim, o impacto sobre a amostra entalhada é feito de forma que o entalhe se encontra na área de tração da flexão causada pelo impacto.
No ensaio de impacto convencional no método Charpy ou no método Izod, é feita a medição da energia respectivamente do trabalho de impacto transmitido pelo martelo do pêndulo na destruição da amostra. A pode ser determinada de forma a partir da diferença entre a altura de disparo do martelo do pêndulo e a altura de elevação após o impacto. Nas normas ISO, o trabalho de impacto é indicado relativo à área da seção transversal da amostra e em [kJ/m²], enquanto nas normas ASTM a energia costumeiramente é relacionada à espessura da amostra para indicar a força de impacto por ex. em [ft lbf/in].