跳转到页面内容

裂纹扩展-应变硬化ESC、SCG

ISO 18488、ISO 18489
名字 类型 尺寸 下载

表征慢速裂纹扩展的方法

聚乙烯例如PE80,PE100或改性PE100RC制成的管材对慢速裂纹扩展表现出了不同的敏感度。术语“环境应力分裂”(ESC)和“慢速裂纹扩展”(SCG)用于描述这种性能。这种类型的失效通常发生于材料屈服应力之前,因此对材料力学性能的长期评估有很大的影响。

裂纹前端可见的部分被称为原纤,展示了受力情况下随时间变化的失效行为。一系列的试验可以表征这种机制。包括:

  • 蠕变试验,恒定内压力:ISO 1167、ISO 9080
  • 切口管材耐慢速裂纹扩展的测定:ISO 13479
  • 全切口蠕变试验(FNCT):ISO 16770
  • 聚乙烯缺口拉伸(PENT)试验:ASTM F1473、ISO 16241
  • 镰刀形带材ESCR试验:ASTM D1693
  • 圆锥体试验方法:ISO 13480

对于规定的加速,试验使用一个尖锐的初始缺口,在升高的温度和有催化效应的液体中进行,通常使用Igepal® CO-630。

近期已研究出新的试验方法,可以在非常短的试验时间内对ECG性能做出很好的评估。对于用户来说,这些方法意味着试验成本大大降低,并能很快得到测试结果。

下列标准公布于2015年: 

  • ISO 18488用于管材系统的聚乙烯材料(PE) -- 应变硬化模量与慢速裂纹扩展的关系的测定
  • ISO 18489用于管材系统的聚乙烯材料(PE) -- 循环载荷下抗慢速裂纹扩展的测定--裂纹圆棒试验法

按照ISO 18488测定应变硬化模量

用于这个试验方法的试样形状是一个两端较宽的小哑铃状试样;测量是在拉伸载荷下进行的。PE应变硬化模量是在80°C下测定的,变形比λ在8到12之间。这对应了应变点700%至1100%之间的400%的应变区间。在这个区间中聚合物被充分拉伸,允许测量原纤的变形行为。真应力-新胡克应变(λ² - 1/λ)曲线图显示了PE材料几乎为直线的斜率。这个斜率表示为一个线性的等式:真应力σ= Gp (λ² - 1/λ) +C。Gp是直线的斜率。 

相关产品,ISO 18488

根据ISO 18488进行的应变硬化模量测量需要机电试验机配备诸如以下的设备:

  • Z005 AllroundLine(或更大)试验机
  • 允许拉伸夹具移动至少360 mm的环境试验箱
  • 机械或光学伸长量测量系统,例如ZwickRoell videoXtens
  • 平推试样夹具,例如气动平推夹具,符合ISO 18488的testXpert标准测试程序,显示“真应力”-新胡克应变以及“真应力”-变形比λ,并进行GP的计算和回归系数r的检查

循环载荷下抗慢速裂纹扩展的测定,按照ISO 18489

该方法使用圆柱形试样,其中已插入旋转初始缺口。对试样施加具有恒定载荷幅的循环荷载。选择恒定载荷幅是为了允许慢速裂纹扩展。

测试结果是试样失效前的循环次数,显示为初始裂纹长度处施加的应力Δσ0的函数。

采用符合ISO 18489标准的新试验方法,将试验持续时间降至最低。应根据试样的几何结构来减少该值,尤其是在循环载荷的高度处。该试验方法的另一个优点是可以在室温下进行,以保持试样的聚合物结构。

相关产品,ISO 18489

ZwickRoell研发了LTM试验机,采用专利的线性驱动技术和力控制的气动试样夹具,按照ISO 18489进行试验。

  • 精确、均匀地施加载荷循环。除力控制外,还可以采用其他控制模式,诸如峰值控制、活塞位移控制或
  • 通过连接的引伸计进行直接应变控制。
  • 力控制试样夹具可以可靠地防止试样在抓取过程中的过载。
  • 无磨损的驱动和低功率确保了较低的持续操作成本。
  • testXpert III软件控制整个试验序列,并以清晰和可输出的格式生成结果。

这使得ZwickRoell的LTM非常适合于根据ISO 18489标准有效地测试抗慢速裂纹扩展的能力。

我们针对您的每一项需求寻找最佳的测试解决方案。

请联系我们的行业专家。

我们期待着就您的需求进行探讨。

 

联系我们

Top