ISO 179-1 | ISO 179-2 塑膠的 Charpy 衝擊和缺口衝擊強度

ISO 179-1和 ISO 179-2的Charpy衝擊和缺口衝擊試驗以面積相關能量值的形式提供高應變率下衝擊強度的特徵值。 測試通常在正常氣候或低溫下進行。

應用包括：

• 不同成型材料間的比較
• 建立材料卡，例如 符合 ISO 10350-1
• 進貨檢驗和品質保證範圍內的公差監測
• 針對已加工成品的零件測試
• 老化效應測量
• 斷裂力學測試

相比Izod衝擊測試，Charpy衝擊測試方法具有更廣泛的應用，更適用於測試顯示層間剪切斷裂或表面效應的材料。

此外，Charpy法在低溫測試時具有優勢。由於試樣支架距離缺口更遠，因此避免了快速將熱量傳遞到試樣的關鍵區域，從而簡化了外部冷卻裝置中的冷卻過程以及隨後送入測試儀器的過程。

• ISO 13802 標準中詳細規定的擺錘衝擊試驗機用於根據ISO 179-1進行傳統的非儀器化Charpy衝擊試驗。 這使得使用不同類型的測試設備和不同的實驗室、操作員和位置所進行的測試具有很強的可重複性。
• 測量原理基於具有特定能量容量和墜落高度的 擺錘，當它穿刺試樣時釋放部分動能。 結果，擺錘在衝擊後沒有恢復到原來的落下高度。 因此，測得的下落高度和上升高度之間的高度差則成為吸收能量的量度。 透過測定落下高度，還可以定義衝擊速度，以便以可重現的應變率執行測試。
• 每個擺錘可以在其初始位能的 10% 到 80% 的範圍內被使用。 若多個擺錘同時滿足測試一種材料的條件，通常是由於各擺錘的運作範圍重疊而出現的情況，則使用具有最大初始位能的擺錘。 這確保了衝擊過程中速度降低的最小化。
• 測量類型意味著所有 能量損失都歸因於試樣。因此，重要的是盡量減少、糾正或完全消除所有錯誤的外部來源。ISO 13802 中有嚴格規範以及作為定期校正的檢查範圍，其涉及了由於空氣摩擦和擺錘軸承點處的摩擦而發生不可避免的摩擦損失。修正被量測到並分配給相應擺錘。將擺錘衝擊試驗機安裝在非常穩定的實驗室工作台上、用螺栓固定在實心牆上的工作台或磚石平台上，質量足且無振動，這對於測量的品質極為重要。透過設計，最大程度減少了儀器內部的振動。ZwickRoell 使用由單向碳材料所製成雙桿的擺錘，其重量相當低，並可提供最佳的擺桿剛性。

透過力-時間序列圖的繪製，並結合高品質的測量技術進行二重積分運算，可獲得極高準確度的力-時間曲線圖。所測得的數據有許多用途。

• 其他特徵值可加強對材料性能的理解
• 斷裂力學特徵值
• 從力行程曲線圖中的進展曲線自動判定斷裂類型，無須依賴操作員

測量值的曲線通常反映出波動特性。 這些是試片的頻率波動，而頻率與試片的幾何結構、尺寸以及聚合物的模數有確定的功能性關係。

符合 ISO 179-2 的儀器化衝擊試驗的另一個顯著優勢是大的測量範圍。 不同於傳統擺錘衝擊試驗機，儀器化衝擊試驗機是測量力來替代能量。 由於測量電子控制器允許精確測量到標稱力的1/100，可測量的衝擊能量最小值通常是由測試時長和測量元件的固有頻率決定的。 因此，可以使用兩個儀器化擺錘覆蓋 ISO 179-2 中描述的整個測量範圍：一個用於衝擊速度為 2.9 m/秒 的 5 J 儀器化擺錘，和一個用於衝擊速度為 3.5 m/秒的 50 J 擺錘。 按照這種方法，Izod懸臂樑試驗和拉伸衝擊試驗也可儀器化。