ASTM D785 & ISO 2039-1/-2, определение твердости пластмасс
Стандарты ASTM D785 и ISO 2039-1/-2 содержат описание методики определения твердости пластмасс, твердой резины и соответствующих электроизоляционных материалов из пластмасс с помощью нагруженного шарикового индентора. В стандарте ISO 2039-1 значение твердости определяется посредством испытания вдавливанием шарика. Из измеренной глубины вдавливания рассчитывают площадь отпечатка и затем твердость. Стандарты ASTM D785 и ISO 2039-2 содержат описание методики определения твердости пластмасс с помощью машины для определения твердости по Роквеллу.
С помощью этого метода определяют твердость в макродиапазоне с испытательным усилием в 49–980,7 Н. При этом речь идет о методе разницы глубины. Т.е. для определения значения твердости заготовки измеряют остаточную глубину вдавливания, оставленного индентором. Индентор представляет собой стальной шарик, диаметр которого зависит от метода определения твердости по Роквеллу.
iso 2039-1, вдавливание шарика ASTM D785/ISO 2039-2, Роквелл Испытательные приборы Загрузки Запросить консультацию
ISO 2039-1, Определение твердости вдавливанием шарика, проведение испытания
При определении твердости вдавливанием шарика по ISO 2039-1 общее усилие испытания прикладывается в два этапа. Это позволяет исключить влияние неровности поверхности образца (например, наличие канавок), а также ошибок измерения вследствие зазора измерения глубины проникновения.
Сначала индентор с преднагрузкой 9,8 Н (ее также называют предварительным усилием) вплоть до глубины проникновения h0 вдавливается в испытываемый образец. Значение h0 определяет базовую плоскость для последующего измерения глубины проникновения (h).
Затем прикладывается усилие испытания в течение регламентированного в стандарте времени, при этом измеряют глубину проникновения. Усилие испытания следует выбрать из значений 49 Н, 132 Н, 358 Н и 961 Н таким образом, чтобы после 30 секунд воздействия глубина проникновения находилась с диапазоне от 0,15 до 0,35 мм. Если после завершения времени приложения усилия испытания глубина проникновения составляет менее 0,15 мм или более 0,35 мм, то следует увеличить или снизить усилие испытания.
С помощью полученной глубины проникновения h можно рассчитать площадь отпечатка. Затем следует рассчитать твердость при вдавливании шарика (HB) по регламентированной в стандарте формуле. Отпечатки следует наносить таким образом, чтобы было достаточное расстояние до кромки образца, а также между отдельными отпечатками (не менее 10 мм соответственно).
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.
ISO 2039-1, отображение значения твердости
Значение твердости пластмассы по ISO 2039-1 складывается из двух составляющих:
- числовое значение твердости
- две заглавные буквы HB, используемые для обозначения „твердости при вдавливании шарика (H = Hardness; B = Ball indentation“
Пример отображения и расшифровки значения твердости:
- 45 HB: 45 …значение твердости; HB …твердость при вдавливании шарика в ньютонах на квадратный миллиметр (Н/мм²)
ASTM D785 и ISO 2039-2, определение твердости по Роквеллу
- В стандартах ISO 2039-2 и ASTM D785 регламентированы различные шкалы твердости по Роквеллу для определения твердости пластмасс.
- При методе по Роквеллу общее усилие испытания прикладывается в два этапа. Это позволяет исключить влияние неровности поверхности образца (например, наличие канавок), а также ошибок измерения вследствие зазора измерения глубины проникновения.
- В отличие от определения твердости при вдавливании шарика по ISO 2039-1, при котором глубина вдавливания измеряется под нагрузкой, измерение глубины проникновения по Роквеллу проводится при регламентированной преднагрузке. Согласно соответствующей шкале Роквелла доступны различные инденторы.
ASTM D785 и ISO 2039-2, проведение испытания
При определении твердости пластмассы по ISO 2039-2 и ASTM D785 сначала индентор с соответствующей преднагрузкой (ее также называют предварительным усилием) вплоть до глубины проникновения h0 вдавливается в испытываемый образец. Значение h0 определяет базовую плоскость для последующего измерения остаточной глубины проникновения (h).
Затем прикладывается усилие испытания в течение регламентированного в стандарте срока воздействия (несколько секунд), причем индентор вдавливается в образец вплоть до максимальной глубины проникновения h1.
По завершении срока воздействия усилие испытания снова сбрасывается, индентор возвращается вверх на упругую составляющую глубины вдавливания при общем усилии испытания и останавливается на высоте остаточной глубины вдавливания h. Ее также называют разницей глубины (разница глубины вдавливания до и после приложения усилия испытания). На основе остаточной глубины вдавливания h можно рассчитать твердость по Роквеллу (HR) по регламентированной в стандарте формуле с учетом соответствующей шкалы Роквелла.
ASTM D785 и ISO 2039-2, различие методов испытания
Твердость пластмасс по ASTM D785 и ISO 2039-2 различаются диаметром индентора и значением используемого усилия испытания (или испытательного груза).
ASTM D785, Шкала твердости Роквелла:
| Шкала твердости Роквелла по ASTM D785 | Преднагрузка (кг) | Испыт. груз (кг) | Диаметр индентора |
|---|---|---|---|
| R | 10 | 60 | 0.5000 ± 0.0001 дюйм / 12.700 ± 0.0025 мм |
| . | 10 | 60 | 0.2500 ± 0.0001 дюйм / 6.350 ± 0.0025 мм |
| M | 10 | 100 | 0.2500 ± 0.0001 дюйм / 6.350 ± 0.0025 мм |
| E | 10 | 100 | 0.1250 ± 0.0001 дюйм / 3.175 ± 0.0025 мм |
| K | 10 | 150 | 0.1250 ± 0.0001 дюйм / 3.175 ± 0.0025 мм |
ISO 2039-2, шкала твердости Роквелла:
| Шкала твердости Роквелла по ISO 2039-2 | Преднагрузка (Н) | Испыт. груз (Н) | Диамер индентора (мм) |
|---|---|---|---|
| R | 98,07 | 588,4 | 12,7 |
| . | 98,07 | 588,4 | 6,35 |
| M | 98,07 | 980,7 | 6,35 |
| E | 98,07 | 980,7 | 3,175 |
ASTM D785 и ISO 2039-2, отображение значения твердости
Значение твердости по ISO 2039-2 и ASTM D785 складывается из двух составляющих:
- числовое значение твердости
- двух заглавных букв HR, что означает „твердость по Роквеллу“
Пример отображения и расшифровки значения твердости:
- 65 HR
- 65… значение твердости
- HR …по Роквеллу
Твердомеры Роквелла фирмы ZwickRoell отличает крепление индентора для определения твердости в труднодоступных точках измерения. Помимо ASTM D785 и ISO 2039-2 они также охватывают классическое определение твердости и определение твердости по Роквеллу (супер) согласно ISO 6508 | ASTM E18.
