Испытания пластмасс на определение твердости
ISO 2039-1, ISO 2039-2, ISO 48-4, ISO 868, ASTM D2240, ASTM D785, ISO 19278
В области пластмасс применяется несколько методов определения твердости. В зависимости от цели измерений, могут вызывать интерес различные методы. Они могут применяться в диапазоне нано, микро или макро.
Брошюра «Пластмассы» Методы испытаний Шор ISO 48-4, ISO 868, ASTM D2240 Вдавливание шарика ISO 2039-1 Роквелл ISO 2039-2/ASTM D785 Инструментированное определение твердости, ISO 19278 Видео Испытательные системы
Методы определения твердости
В области испытаний полимеров применяется несколько методов определения твердости. В зависимости от цели измерений, могут вызывать интерес различные методы. Они могут применяться в диапазоне нано, микро или макро.
Твердость по Шор, ISO 868, ASTM D2240, ISO 48-1 и -4, ASTM D 2240
- Твердость по Шор у пластмасс измеряют по стандарту ISO 868 или ASTM D2240. Это простой в обращении метод измерения, легко осуществляемый с помощью портативных приборов. Он широко распространен в области контроля качества, относится к макроскопическим методам. Для лабораторных испытаний рекомендуется применение твердомера на штативе. Описание калибровки приборов приведено в стандарте ISO 21509.
- Твердость резины и эластомеров по Шор измеряют согласно ISO 48-1, ISO 48-4, ISO 48-7 или ASTM D 2240. В стандарте ISO 48-9 приводится описание калибровки приборов. Основное отличие стандартов ISO от измерений пластмасс заключается во времени воздействия индентора.
- В обоих случаях измеряется глубина проникновения индентора в материал. При этом индентор нагружается пружиной с регламентированной характеристикой. Чем выше твердость испытываемого материала, тем меньше глубина проникновения, но тем больше нагружение индентора. Твердость по Шор отображается на шкале от 0 до 100 Шор. Прикладываемое усилие прижимной лапки прибора к поверхности образца определяет нулевое положение. Оно составляет, в зависимости от стандарта, примерно 10 Н для Шор А и примерно 50 Н для Шор D.
- На основе различных форм инденторов и характеристик пружин был создан ряд различных шкал по Шор. Самыми популярными шкалами являются Шор A и D. Для специфических областей применения появились другие шкалы (например, Шор B, C, 0, 00, 000, и D0). Диапазон применения начинается с мягких эластомеров (Шор А) и заканчивается более твердыми термопластами (Шор D).
- Аналоговый и цифровой твердомер по Шор
Фирма ZwickRoell поставляет твердомеры по Шору с аналоговыми индикаторами, а также цифровые исполнения с дисплеем и возможностью подключения к ПК. Испытательные приборы оснащены настроенными без зазора линейными шарикоподшипниками, они работают практически без трения. Жесткость пружины можно точно регулировать в процессе калибровки, чтобы соблюдать регламентированные в стандартах усилия при каждом значении Шор. Это позволяет точно соответствовать указанным в стандартах допускам и обеспечивать высокую повторную точность результатов.
Подробнее об определении твердости по Шор
Вдавливание шарика, ISO 2039-1
- В качестве лабораторного метода в Европе используется метод определения твердости вдавливанием шарика по ISO 2039-1. При этом сферический индентор диаметром 5 мм с постоянной нагрузкой вдавливается в испытываемую пластмассу. Глубина вдавливания под нагрузкой является определяемой величиной для значения твердости. Стандарт регламентирует выбор испытательных грузов, так чтобы глубина вдавливания была ограничена диапазоном от 0,15 мм до 0,35 мм.
- Высокие нагрузки и большой отпечаток позволяют проводить измерение на большой поверхности, что обуславливает сильное усреднение измеренного значения. Поэтому данный метод подходит для испытаний пластмасс как с наполнителем, так и без него.
Определение твердости по Роквеллу, ISO 2039-2, ASTM D 785
- В стандартах ISO 2039-2 и ASTM D 785 регламентированы различные шкалы твердости по Роквеллу для испытаний пластмасс.
- В отличие от определения твердости при вдавливании шарика, при котором глубина вдавливания измеряется под нагрузкой, измерение глубины проникновения по Роквеллу проводится при регламентированной преднагрузке. Согласно соответствующей шкале Роквелла доступны различные инденторы.
Инструментированное определение твердости по ISO 19278 (проект)
- Методы определения твердости, работающие с непрерывной регистрацией всего соотношения усилия-вдавливания, обозначаются как "инструментированные методы определения твердости".
- Дополнительно к одноточечным характеристикам в форме отдельного значения твердости эти методы создают комплексные кривые, из которых можно узнавать другие интересные свойства материалов. Таким образом, инструментированное регистрирующее измерение твердости представляет собой дополнение к традиционным методам.
- Принципиально можно выделить методы инструментированного измерения твердости в диапазоне нано, микро или макро. Инденторы могут обладать любой формой (например, в форме шарика, конуса, четырехгранной пирамиды (Виккерс) или трехгранной пирамиды (Беркович)).
- Материалы с субмикронной структурой, достигающие размеров от нескольких нанометров и попадающие в диапазон микрометра, можно измерять с помощью метода микротвердости. Наполненные или усиленные полимеры, а также полимерные сплавы измеряются с помощью метода макро, т.е. при более высоких нагрузках. Это позволяет избежать доминирования значения твердости либо матрицы, либо волокон или наполнителя, что приводит к слишком большому разбросу значений.
- Для металлов такой метод регламентирован в стандарте ISO 14577-1. Для пластмасс имеется первый проект нормирования в стандарте ISO 19278.
Видео, определение твердости у пластмасс
Универсальный твердомер ZHU250CL
Очень широкий диапазон усилия испытания от 0,5 кг до 250 кг гарантирует проведение испытаний по Виккерсу, Роквеллу и Бринеллю согласно стандартам ISO 6507, ISO 6508 и ISO 6506. Обеспечивается определение твердости по следующим методам: Виккерс ISO 6507 и ASTM E384, Кнуп ISO 4545 и ASTM E384, Роквелл ISO 6508 и ASTM E18, Бринелль IS0 6506 и ASTM E10
Твердомеры Роквелла
- Твердомеры Роквелла фирмы ZwickRoell отличает крепление индентора для определения твердости в труднодоступных точках измерения.
- Твердомеры семейства ZHR предназначены для следующих методов:
- Классическое определение твердости по Роквеллу (ZHR4150) по ISO 6508, ASTM E18 Преднагрузка: 10 кг. Нагрузка испытания: 60, 100, 150 кг Шкалы: A B C D E F G H K L M P R S V
- метод супер-Роквелла (ZHR4045) по ISO 6508, ASTM E18 Преднагрузка: 3 кг. Нагрузка испытания: 15, 30, 45 кг Шкалы: N T W X Y
- универсальный метод по Роквеллу (ZHR8150) по ISO 6508, ASTM E18 Преднагрузка: 3, 10 кг. Нагрузка испытания: 15, 30, 45, 60, 100, 150 кг Шкалы: A B C D E F G H K L M N P R S Y V W X Y
- Метод Роквелла для пластмасс (LKP) по ISO 2039-2 и ASTM D785 (A & B)
