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ASTM D256:塑膠的Izod缺口衝擊強度

ASTM D256 標準描述了依據 Izod 法的衝擊試驗,以測定塑膠的抗擺錘衝擊性能。 在 ASTM 範圍內,塑膠的擺錘衝擊強度通常使用 ASTM D256 的 Izod 試驗來測量。 彎曲衝擊應力施加到一端被夾持住的缺口試樣上。 該結果表示為試樣與厚度相關的能量吸收。

ISO 180和 ASTM D4508 標準中也描述了 Izod 衝擊試驗。

目標及應用 方法 A 到 E 試樣和尺寸 測試性能 影片 其他相關標準 區別 Izod & Charpy 衝擊強度計算 測試系統 常見問題解答

根據 ASTM D256 執行Izod 懸臂梁缺口衝擊試驗

依據 ASTM D256 標準的 Izod 缺口衝擊測試,使用擺錘衝擊試驗機對塑膠材料進行測試。該擺錘由一根桿體構成,一端為衝擊頭,另一端則連接於低摩擦軸承上。

測量原理是基於一個具有特定能量容量和下落高度的擺錘,當擺錘錘擊試樣時,會釋放部分動能。因此,擺錘在衝擊後無法回到最初的下落高度。故所測量到的下落高度及回升高度之間的差值,即為被試樣吸收的能量。 透過測定下落高度,還可以定義衝擊速度,以便以可重現的應變率執行測試。

依據 ASTM D256 標準,標準擺錘的初始位能為 2.7 焦耳,對應的落下高度為 610 ± 2 mm。若需更高能量的擺錘,可在相同落下高度下,將初始位能加倍以獲得不同規格的擺錘。這將使所有擺錘錘頭的衝擊速度約為 3.46 公尺/秒。
每個擺錘錘頭皆可用於測量其初始勢能最高達 85% 的衝擊能量。若此處可使用多種錘頭尺寸,則應優先選用最輕的擺錘錘頭。

試樣以特定方向夾持,使其缺口正好位於夾持點邊緣,即最大彎矩區域。 由於夾持力度會影響結果,因此氣動夾持或夾持力的控制極有用處。

這種測量方式意味著所有的能量損失都歸因於試樣本身。因此,重要的是要盡量減少、修正或完全消除所有外部誤差來源。對於因空氣摩擦和擺錘軸承點摩擦而不可避免地產生的摩擦損失,我們制定了嚴格的規範,並在定期校正過程中進行檢查。修正值被測量出並分配給相應的擺錘。足夠的儀器質量以及將擺錘衝擊試驗機無振動地安裝在非常穩定的實驗檯面,並用螺栓固定在實心牆壁上的工作檯面或磚石平台上,這些要素對於測試的品質而言皆至關重要。透過設計,最大程度減少了儀器內部的振動。因此,ZwickRoell 使用由單向碳材料所製成的雙桿擺錘,這種材料質量極輕,同時可提供最佳的擺桿剛性,從而確保最小的振動損失。

影片: 用於塑膠測試的擺錘衝擊試驗機

ZwickRoell HIT 系列用於塑膠產業的擺錘衝擊試驗機提供高精度且符合成本效益的解決方案。 擺錘衝擊試驗機的範圍為 5 至 50 焦耳,不僅能夠符合 ASTM D256 抗懸臂擺錘式衝擊標準的性能,還可以根據 ASTM、ISO 和 DIN 標準進行夏比、Dynstat 和拉伸衝擊測試。

用於測試 ASTM D256 的相關產品

ASTM D256 測試方法的目的及應用

ASTM D256懸臂樑式缺口衝擊試驗以厚度相關能量值的形式生成高應變率下的 抗衝擊性和缺口敏感性特徵值。 根據 ASTM D618,測試通常在 23°/50% 相對濕度的正常氣候下進行。

應用包括:

  • 不同成型材料間的比較
  • 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
  • 建立材料卡
  • 老化效應測量

Izod 缺口衝擊測試也作為儀器化測試提供,即具有快速的力測量。 然而尚未有此方面的標準。

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關於依據 ASTM D256 進行 Izod 衝擊強度測試的常見問題

Charpy 衝擊試驗或 Izod 衝擊試驗測量擺錘撞擊試樣時釋放的衝擊能量可透過擺錘釋放高度與衝擊後上升高度之間的差異來確定。 在 ISO 標準中,衝擊能量與試樣的橫截面積有關,以 [kJ/m²] 為單位,而在 ASTM 標準中,該能量與試樣的厚度有關,以表示衝擊強度(例如以 [ft lbf/in] 為單位)。

  • ASTM D256懸臂樑缺口衝擊試驗以厚度相關能量值的形式生成高應變率下的抗衝擊性 和缺口敏感性特徵值。
  • ASTM D4812,一種用於測量無缺口試樣衝擊強度的Izod測試方法
  • ASTM D4508,一種用於測量小試片(薄片衝擊)的Izod式測試,它與符合 DIN 53435 的 Dynstat 彎曲衝擊測試相對應。
  • ISO 180 描述了用於測定塑料衝擊強度和缺口衝擊強度的Izod衝擊試驗。 它以橫截面相關值的形式提供高應變率下衝擊強度的特徵值。

兩種測試方法都可描述塑膠材料的衝擊強度特徵。ASTM 標準中通常使用 Izod 測試方法,其中試樣以垂直方式固定。而採用三點彎曲配置的 Charpy 測試方法則是 ISO 標準中較常採用的方法。

這兩種方法都用於測量缺口衝擊強度,為此帶缺口的試樣被衝擊,使缺口位於由衝擊所引起的彎曲拉伸區。 針對 Izod 懸臂樑試驗,此拉伸區域位於擺錘的衝擊側:而針對 Charpy 試驗,則是位於相反側。

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