Skočite na vsebino strani

Natezno preskušanje plastike

Standardi ISO 527-1 (splošna načela) in ISO 527-2 (preskusni pogoji za materiale za oblikovanje in ekstrudiranje) opisujejo natezno preskušanje na plastičnih masah. Vodilno načelo standarda ISO 527 je visoka obnovljivost rezultatov preskusov prek laboratorijev, podjetij in državnih meja.

Nadaljnji opis nateznega preskusa na plastiki je na voljo v standardu ASTM D638.

Ime Vrsta Velikost Prenesi

Cilj nateznega preskusa po ISO 527

V tem nateznem preskusu so določene bistvene mehanske lastnosti brizganega materiala. Te značilne vrednosti se večinoma uporabljajo za primerjavo.

Karakteristične vrednosti so:

  • Natezna napetost: sila, uporabljena na začetnem prerezu vzorca
  • Deformacija:
  • Natezni modul: gradient krivulje v diagramu napetosti in deformacije
  • Točka popuščanja: napetost in deformacija v točki krivulje, kjer je gradient enak nič
  • Točka porušitve: napetost in deformacija v trenutku porušitve vzorca
  • Poissonov količnik: negativno razmerje med prečno in osno deformacijo

Tako ISO 527-1/-2 kot ASTM D638 opredeljujeta preskusne metode za natezne preskuse. Oba standarda sta tehnično enakovredna, vendar ne zagotavljata popolnoma primerljivih rezultatov, ker se oblike vzorcev, hitrosti preskusa in način določanja rezultata v nekaterih pogledih razlikujejo.

Pri standardiziranem nateznem preskusu rezultati temeljijo na določeni hitrosti izvleka vzorca. Vendar se obremenitve sestavnega dela ali konstrukcije v dejanskem obratovanju lahko gibljejo v zelo širokem območju hitrosti deformacije. Zaradi viskoelastičnih lastnosti polimerov se mehanske lastnosti, ki se razlikujejo od tistih, izmerjenih na standardiziranem preskusnem vzorcu, navadno pripeljejo do spremenjenih stopenj deformacije. Zaradi tega so značilne vrednosti, določene pri nateznem preskusu, le omejene glede na konstrukcijo sestavnih delov, vendar predstavljajo zelo zanesljivo osnovo za primerjavo materialov.

Preskušanje staranja

Natezno preskušanje nudi dobro osnovo za prikaz spremembe mehanskih karakteristik polimera po staranju, vročini ali srednjem staranju ali vremenskih vplivih. Za to so značilne vrednosti nateznega preskušanja določene v novo brizganem stanju, pa tudi po določenih obdobjih staranja ali vremenskih razmer.

Zahteve okolja in preskusne opreme za natezne preskuse po ISO 527

Opredelitev oblike in dimenzije vzorca, ki se uporablja po ISO

Vzorčne oblike za preskuse na brizganih materialih

Prevladujoči cilj preskušanja brizganih materialov je doseči visoko stopnjo obnovljivosti. To zahteva omejitev števila vzorcev.

  • Vzorci se običajno proizvajajo z brizganjem. Uporabljajo se vzorciTipa 1A , opredeljeni v ISO 527-2 ; v ISO 3167 so označeni kot vzorci Tipa A in so dodatno omejeni na določeno debelino 4 mm. Ti vzorci so označeni tudi kot Tip A1 v ISO 20753.
  • Vbrizgani vzorci kažejo padajočo usmerjenost, ko se oddaljenost od dovodne točke povečuje, kar vodi do nestalnih krivulj mehanskih lastnosti vzdolž dolžine vzorca, zato pogosto pride do porušitve vzorca na strani stran od vrat.
  • Prednostna merilna dolžina vzorec je 75 mm ali 50 mm.
  • Alternativno, so dovoljeni vzorci Tipa 1B ; Tip B so v ISO 3167 in Tip A2 v ISO 20753.
  • Običajno so obdelani iz stisnjene ali brizgane pločevine. Usmeritve polimera se običajno bistveno razlikujejo od tistih v vzorcih z brizganjem. Primerljivost rezultatov, pridobljenih z uporabo različnih vzorcev, ni zajamčena.
  • Za vzorce tipa 1B je določena merilna dolžina 50 mm zaradi večjega polmera, kar ima za posledico krajše vzporedno območje.

Vzorci za preskušanje staranja, srednjega staranja in vremenske preskuse

  • Majhen prerez je ugoden za vse postopke staranja, ki napredujejo s površine vzorca.
  • Pogosto se za oceno tega obnašanja uporablja samo največja natezna napetost. Uporaba ekstenziometrov ni potrebna, uporabijo pa se lahko tanki vzorci pasu.
  • ISO 527 v ta namen ponuja CP in CW ; ti so izposojeni od udarne nateznosti standarda ISO 8256.

Določeno kondicioniranje in zunanji pogoji

  • Upoštevanje opredeljenih pogojev kondicioniranja in okoljskih pogojev glede temperature in vlažnosti, je zelo pomembno za primerljivost rezultatov preskusov.
  • Specifikacije za trajanje kondicioniranja običajno najdete v standardih materiala za preskušeno plastiko. Poleg tega je treba vzorce, uporabljene pri preskusih na brizganih materialih, hraniti v običajni atmosferi (standardizirani pogoji temperature in vlažnosti) najmanj 16 ur pred preskusom. 
  • Standardna atmosfera za preskušanje se nanaša na določeno standardno atmosfero, kot je določeno v ISO 291 ali ASTM D1349
    Zmerno vzdušje: 23 ± 2 °C, 50 ± 10% r.F.
    Subtropsko vzdušje: 27 ± 2 °C, 65 ± 10% r.F.
  • Tolerance ustrezajo razredu 2. Tolerance so za razred 1 prepolovljene.
  • Sobna temperatura se običajno nanaša na nekoliko širše temperaturno območje, med 18 °C in 28 °C.
  • Možni so tudi preskusi pri visokih ali nizkih temperaturah, za katere se lahko določijo različne zahteve.

Natančna določitev dimenzij vzorca

  • Določitev dimenzij vzorca lahko povzroči razmeroma veliko napak v vrednosti napetosti. Kadar je vzorec izpostavljen natezni obremenitvi, se merilna napaka linearno odraža na podlagi rezultata napetosti. Kadar je vzorec izpostavljen upogibni obremenitvi, ima napaka pri merjenju debeline vzorca kvadratni učinek. 
  • Poleg natančnosti odčitavanja merilne opreme igrata pomembno vlogo tudi velikost in oblika kontaktnega elementa ter uporabljeno površinsko tlačenje med merjenjem.
  • Poleg tega se presek vzorca pogosto razlikuje od idealne pravokotne oblike. To so lahko kotne napake, ki so posledica mehanske obdelave ali oznak ponorov in manjši koti ugreza v vzorcih z brizganjem.
  • Številni preskusni standardi se sklicujejo ISO 16012 in/ali ASTM D5947 za določanje zahtev in metod merjenja geometrij. Včasih posamezni preskusni standardi vsebujejo dodatne specifikacije.
  • Na primer, običajno se uporablja kljunasto merilo za merjenje celotne dolžine trde plastike, večje od 10 mm. Ker površinske tlačnosti med merjenjem ni mogoče preveriti, je natančnost meritev precej nizka, tudi če je ločljivost kljunastega merila velika.
  • Debelino in širino vzorca običajno določimo z mikrometrskim vijakom z zaskokom. Kontaktna površina je ravna in krožna s premerom 6,35 mm. Zobnik omeji merilno silo na 5–15 N.
  • V avtomatiziranih sistemih se debelina in širina določa z napravo za merjenje preseka. Ta naprava med merjenjem drži vzorec in določa dimenzije s štirimi digitalnimi merilnimi pretvorniki, določeno merilno silo in senzorjem.
  • Pri mehki plastiki in folijah je nujno potrebno strogo upoštevati merilno silo. Da bi to zagotovili, je treba uporabiti digitalne instrumente za merjenje debeline s podpornimi utežmi.

Zahteve za preskusne stroje

Preskusni stroji merijo dve temeljni vrednosti: silo in raztezek. Kot del periodičnega umerjanja v primerjavi z merilnim instrumentom, ki temelji na nacionalnih standardih, dokazi kažejo, da te izmerjene vrednosti dosegajo stopnjo točnosti, določeno v preskusnem standardu v določenih merilnih območjih.

Merilna sila (ISO 7500-1, ASTM E4)

Večina preskusnih standardov zahteva merilno točnost 1% za izmerjeno vrednost. Ta zahteva je v okolju ISO uvrščena v razred 1. Skoraj vsi sodobni preskusni stroji danes dosegajo natančnost razreda 1 ali celo razred 0,5 s tolerancami, ki so prepolovljene. Odločilno je torej območje meritev, v katerem preskusni stroj doseže določeno natančnost razreda. Različni preskusni stroji Zwick/Roell dosegajo razred 1 na le 1 \ 1000 svojega merilnega območja. To pomeni, da lahko merite vrednosti modulov in natezne napetosti mnogih materialov z isto preskusno postavitvijo in ne da bi bilo treba ponovno konfigurirati razporeditev.

Merjenje raztezka (ISO 9513, ASTM E83)

Skupaj z definirano relativno (v odstotkih) napako specifikacije razreda za merjenje raztezkov vključujejo tudi specifikacijo za absolutno napako, ki se pojavi pri merjenju manjših raztezkov.<br/> ISO in ASTM se tu bistveno razlikujeta.

  • Medtem ko se tolerance ISO nanašajo na raztezke, se ASTM nanaša neposredno na obremenitev.
  • Poleg tega so zahteve za manjše deformacije v ISO natančneje opredeljene kot v ustreznem razredu ASTM.
  • Glede na uporabljeno merilno dolžino, to včasih povzroči znatne razlike po definiciji, zlasti pri merjenju majhnih raztezkov.

Posebni premisleki za merjenje nateznega modula

  • Kot je razvidno iz zgornje tabele, so zahteve glede točnosti območja deformacije nateznega modula v razredu ISO 1 ± 3 µm. To pomeni, da med meritvami na začetku in koncu obsega modula lahko obstaja odstopanje do 6 µm. To bi povzročilo ustrezno veliko napako merjenja.
  • Za rešitev te težave je bila dodana dodatna zahteva za merjenje nateznega modula ISO 527-1. Ta dodatna zahteva določa, da je treba merilno pot med začetkom in koncem določanja modula meriti s točnostjo 1%.

Natezni preskus po ISO 527-1 s temperaturno komoro -80 °C do +250 °C

Preskus na plastiki pri -80 °C do +250 °C v temperaturni komori

Preskušanje materialov in komponent pri temperaturi (zlasti ISO 527-1) na plastiki, gumi, elastomerih in kompozitih, ojačanih z vlakni, z ekstenziometrom makroXtens.

testXpert III – natezni preskus na plastiki po ISO 527-1

testXpert III preskusna programska oprema je idealna rešitev za vsako preskusno zahtevo. Programska oprema je rezultat tesnega sodelovanja z uporabniki programske opreme iz industrije preskušanja materialov in vključuje številne funkcije za podporo pri vsakodnevnem poslovanju. Oba standarda sta tehnično enakovredna, vendar ne dajeta povsem primerljivih rezultatov, saj se vzorci, preskusne hitrosti in način določanja rezultatov v nekaterih pogledih razlikujejo. Vse nastavitve za izvajanje preskusov po ISO 527 so že prednastavljene. Številne druge podrobnosti so na voljo tudi v testXpert.

Natezni preskus v primerjavi z drugimi preskusnimi metodami

Natezni preskus v primerjavi z drugimi preskusnimi metodami

Upogibno preskušanje (ISO 178, ASTM D790)
Preskušanje z lezenjem pri natezni obremenitvi (ISO 899-1)
Natezno udarno preskušanje (ISO 8256 , ASTM D1822)
Visoko hitrostno natezno preskušanje (ISO 18872)
Upogibno preskušanje (ISO 178, ASTM D790)

Upogibno preskušanje (ISO 178, ASTM D790)

  • Upogibno preskušanje se izvaja s hitrostmi obremenitve, ki so podobne tistim pri nateznih preskusih in zato zagotavljajo podobne materialne lastnosti.
  • Glavna prednost upogibnega preskušanja je relativno enostavno merjenje nizkih deformacij vzorca. Zaradi tega je bilo preskušanje upogibanja že dlje časa najprimernejše preskušanje za merjenje modula.
  • Ker pa so danes na voljo visoko natančni in enostavni ekstenziometri, je pomembnost te prednosti manj pomembna.
  • Prirejeno metodi, je upogibno preskušanje bolj natančno pri opisu stanja materiala na površini vzorca. Če so v materialu prisotne močne orientacije, bodo rezultati razlike v izmerjenih vrednostih v primerjavi z nateznim preskusom.
  • Načini izračuna, uporabljeni v standardih, so podvrženi merilni napaki, ki se poveča, ko poves vzorca narašča. Zaradi tega se upogibno preskušanje, za razliko od nateznega, lahko uporablja le za nizke vzorce.
Več o upogibnem preskušanju ISO 178
Preskušanje z lezenjem pri natezni obremenitvi (ISO 899-1)

Preskušanje z lezenjem pri natezni obremenitvi (ISO 899-1)

Preskušanje z lezenjem se izvaja s konstantno natezno obremenitvijo. Stopnja obremenitve je praktično nič. Sprememba obremenitve je prikazana kot krivulja lezenja.

Več o preskušanju z lezenjem ISO 899-1
Natezno udarno preskušanje (ISO 8256 , ASTM D1822)

Natezno udarno preskušanje (ISO 8256 , ASTM D1822)

  • Ta preskus ponuja enostavno metodo za določanje natezne lastnosti pri visoki stopnji obremenitve z uporabo kladiva za udarno žilavost.
  • Z običajnim kladivom za preskušanje udarne žilavosti je mogoče določiti samo energijske vrednosti, hitrosti izvleka pa so na splošno omejene na približno 3,8 m / s. Instrumentirana kladiva za preskušanje udarne žilavosti lahko določijo dodatne značilne vrednosti, na primer največjo natezno silo.
Več informacij o udarnem preskušanju
Visoko hitrostno natezno preskušanje (ISO 18872)

Visoko hitrostno natezno preskušanje (ISO 18872)

Natezni preskus za visoke hitrosti se lahko izvede s kladivi s padajočo utežjo ali hidravličnimi nateznimi stroji za preskušanje. Dosežene so hitrosti izvleka do 20 m / s. Poleg tega je možna uporaba neposrednega merjenja raztezka na vzorcu, s čimer je mogoče ustvariti informativne diagrame napetost-deformacija. Natezno preskušanje za visoke hitrosti zagotavlja tudi dragocene parametre za simulacije trka.

Več o visoko hitrostnih nateznih preskusih

Iščemo in najdemo optimalno preskusno rešitev za vsako od vaših zahtev.

Stopite v stik z našimi strokovnjaki iz industrije.

Veselimo se razprave o vaših potrebah.

 

Kontaktirajte nas

Sorodni stroji in dodatki za natezno preskušanje za ISO 527

Morda vas zanimajo tudi

Natezne lastnosti ASTM D638

Natezni preskus na plastiki po ASTM D638 daje bistvene mehanske lastnosti, vključno z natezno napetostjo, deformacijo, nateznim modulom, točko popuščanja, točko preloma in Poissonovim količnikom. Pri tem postopku se določijo bistvene mehanske lastnosti oblikovalnega materiala ali vzorca, vzetega z določenega območja na komponenti.
do Natezne lastnosti ASTM D638

Natezni preskusi pri visokih stopnjah deformacije

Merjenje krivulj napetost-deformacija pri visokih stopnjah deformacije zagotavlja podatke za simulacije trka, na primer pri konstrukciji vozil.
do Natezni preskusi pri visokih stopnjah deformacije

Avtomatizacija

Avtomatizacija preskušanja materialov za oblikovanje plastičnih mas zmanjšuje statistično razpršenost rezultatov preskusov. ZwickRoell ponuja pravi avtomatiziran sistem preskušanja za to aplikacijo.
do Avtomatizacija
Vrh