Ispitivanje tvrdoće plastike prema ASTM D785 i ISO 2039-1/-2
Standardi ASTM D785 i ISO 2039-1/-2 opisuju metode za određivanje tvrdoće plastike, tvrde gume i srodnih elektroizolacionih materijala napravljenih od plastike korišćenjem indentera sa opterećenom kuglicom. U standardu ISO 2039-1, vrednost tvrdoće se određuje pomoću merenje udubljenja kugle. Površina udubljenja, a zatim i tvrdoća, izračunavaju se iz izmerene dubine udubljenja. ASTM D785 i ISO 2039-2 opisuju metode za određivanje tvrdoće plastike udubljenjem pomoću Rockwellovog tvrdomera.
Metoda se koristi za ispitivanje tvrdoće u makro opsegu sa silom ispitivanja između 49-980,7 N. Ova metoda je metoda merenja dubine, što znači da se za određivanje vrednosti tvrdoće ispitnog uzorka meri dubina trajnog udubljenja koju je izazvao indenter. Indenter je čelična kuglica, sa različitim prečnicima kuglice u zavisnosti od Rockwellove metode tvrdoće.
ISO 2039-1 Udubljenje kugle ASTM D785/ISO 2039-2 Rockwell Ispitni instrument Preuzimanja Zatražite konsultacije
Izvođenje ispitivanja tvrdoće utiskivanjem kuglice prema ISO 2039-1
Za tvrdoću udubljenja kuglice u skladu sa ISO 2039-1, ukupna sila ispitivanja se primenjuje u dve faze. Ovo je namenjeno eliminisanju uticaja hrapavosti površine uzorka (npr. žlebova na uzorku) i greške merenja uzrokovane zazorom pri merenju dubine uvlačenja.
Prvo, indenter se utiskuje u uzorak koji se ispituje sa prethodnim opterećenjem od 9,8 N do dubine uvlačenja h0, gde h0 definiše referentnu ravan (bazu) za naknadno merenje dubine uvlačenja (h).
Zatim se primenjuje ispitna sila tokom vremena izlaganja definisanog standardom i meri se dubina prodiranja. Ispitna sila se bira između vrednosti 49 N, 132 N, 358 N i 961 N tako da dubina udubljenja bude u opsegu od 0,15 do 0,35 mm nakon 30 s izlaganja. Ako se na kraju vremena izlaganja sile ispitivanja otkrije dubina udubljenja manja od 0,15 mm ili veća od 0,35 mm, sila ispitivanja se mora povećati ili smanjiti.
Površina udubljenja se zatim može izračunati korišćenjem izmerene dubine udubljenja h. Tvrdoća udubljenja kuglice (HB) se potom izračunava pomoću formule definisane u standardu. Udubljenja za ispitivanje moraju biti postavljena tako da postoji dovoljna udaljenost od ivice uzorka (granice) i između pojedinačnih udubljenja za ispitivanje (svako ne manje od 10 mm).
Visoka opterećenja pri ispitivanju i duboko utiskivanje omogućavaju merenje na velikoj površini za ispitivanje i samim tim jak prosek izmerene vrednosti. Ova metoda je pogodna za merenje i punjenih i nepunjenih plastika.
ISO 2039-1 Prikaz vrednosti tvrdoće
Vrednost tvrdoće plastičnog ispitivanja prema ISO 2039-1 sastoji se od dve komponente:
- Brojčana vrednost tvrdoće
- Dva velika slova HB, koja označavaju tvrdoću udubljenja kuglice (H = tvrdoća; B = udubljenje kuglice)
Primer kako da predstavite i pročitate vrednost tvrdoće:
- 45 HB: 45 ... vrednost tvrdoće; HB ... tvrdoća udubljenja kuglice u njutnima po kvadratnom milimetru (N/mm²)
ASTM D785 i ISO 2039-2 Rockwell ispitivanje tvrdoće
- ISO 2039-2 i ASTM D785 specificiraju različite skale tvrdoće po Rockwellu za ispitivanja tvrdoće plastike.
- Kod Rockwellove metode, ukupna sila ispitivanja se primenjuje u dva koraka. Ovo je namenjeno eliminisanju uticaja hrapavosti površine uzorka (npr. žlebova na uzorku) i greške merenja uzrokovane zazorom pri merenju dubine uvlačenja.
- Za razliku od tvrdoće utiskivanjem kuglice prema ISO 2039-1, gde se dubina utiskivanja meri pod opterećenjem, Rockwell metoda meri dubinu utiskivanja pri definisanom prethodnom opterećenju. Dostupni su različiti indenteri prema odgovarajućoj Rockwell skali.
Sprovođenje ispitivanja prema ASTM D785 i ISO 2039-2
Prilikom određivanja plastične tvrdoće u skladu sa ISO 2039-2 i ASTM D785, indenter se prvo utiskuje u uzorak koji se ispituje odgovarajućim prethodnim opterećenjem do dubine utiskivanja h0, gde h0 definiše referentnu ravan (bazu) za naknadno merenje dubine trajnog utiskivanja (h).
Ispitna sila se zatim primenjuje u trajanju definisanom u standardu (nekoliko sekundi), pri čemu uvlakač prodire u uzorak do maksimalne dubine prodiranja h1.
Na kraju vremena primene, sila ispitivanja se ponovo smanjuje, indenter se pomera nazad nagore za elastični deo dubine uvlačenja u ukupnoj sili ispitivanja i ostaje na nivou dubine trajnog uvlačenja h. Ovo se takođe naziva razlika u dubini (razlika između dubine udubljenja pre i posle primene sile ispitivanja). Koristeći dubinu trajnog utiska h, tvrdoća po Rockwellu (HR) može se zatim izračunati prema formuli definisanoj u standardu, uzimajući u obzir korišćenu Rockwell skalu.
ASTM D785 i ISO 2039-2: razlike između metoda ispitivanja
Plastična tvrdoća prema ASTM D785 i ISO 2039-2 razlikuje se u prečniku udubljene kuglice i nivou korišćene sile ispitivanja (takođe i opterećenja ispitivanja).
ASTM D785 Rockwell skala tvrdoće:
| ASTM D785 Rockwell skala tvrdoće | Prednaprezanje (kg) | Ispitno opterećenje (kg) | Prečnik intentera |
|---|---|---|---|
| R | 10 | 60 | 0,5000 ± 0,0001 in / 12,700 ± 0,0025 mm |
| L | 10 | 60 | 0,2500 ± 0,0001 in / 6,350 ± 0,0025 mm |
| M | 10 | 100 | 0,2500 ± 0,0001 in / 6,350 ± 0,0025 mm |
| E | 10 | 100 | 0,1250 ± 0,0001 in / 3,175 ± 0,0025 mm |
| K | 10 | 150 | 0,1250 ± 0,0001 in / 3,175 ± 0,0025 mm |
ISO 2039-2 Rockwell skala tvrdoće:
| Rockwell skala tvrdoće ISO 2039-2 | Prednaprezanje (N) | Ispitno opterećenje (N) | Prečnik indentera (mm) |
|---|---|---|---|
| R | 98,07 | 588,4 | 12,7 |
| L | 98,07 | 588,4 | 6,35 |
| M | 98,07 | 980,7 | 6,35 |
| E | 98,07 | 980,7 | 3,175 |
ASTM D785 i ISO 2039-2 Prikaz vrednosti tvrdoće
Vrednost tvrdoće prema ISO 2039-2 i ASTM D785 sastoji se od dve komponente:
- Brojčana vrednost tvrdoće
- Dva velika slova HR, za tvrdoću prema Rockwell
Primer kako da predstavite i pročitate vrednost tvrdoće:
- 65 HR
- 65 … vrednost tvrdoće
- HR … prema Rockwell
Rockwell tvrdomeri kompanije ZwickRoell imaju držač indentera za ispitivanje tvrdoće na teško dostupnim mestima. Pored ASTM D785 i ISO 2039-2, oni takođe pokrivaju klasični i super Rockwell ispitivanje tvrdoće u skladu sa ISO 6508 | ASTM E18.
