遵循 ASTM D785 和 ISO 2039-1/-2 标准的塑料硬度试验
ASTM D785 和 ISO 2039-1/-2 标准所描述的几种试验方法规定了如何使用施加载荷的球形压头来测定塑料硬度以及由塑料制成的硬质橡胶和相关绝缘材料的硬度。根据 ISO 2039-1 标准,应通过球压痕试验来测量硬度值。压痕表面积和硬度可依次通过测得的压痕深度来计算。ASTM D785 和 ISO 2039-2 标准描述了使用洛氏硬度计测定塑料压痕硬度的几种方法。
此类方法用于测试宏观范围内的硬度,试验力在 49-980.7 N 之间,属于深度测量方法,换言之,此类方法通过测量压头造成的永久压痕深度来确定试样的硬度值。压头是一个钢球,根据不同的邵氏硬度试验方法,钢球直径也有所差异。
按照 ISO 2039-1 标准执行球压痕硬度试验
按照 ISO 2039-1 标准执行球压痕硬度试验时,应分两次施加全部载荷。这是为了消除试样表面粗糙度(例如试样上的凹槽)的影响,以及由于压痕深度测量的间隙所引起的测量误差。
首先,用 9.8 N 的试验预载荷将压头压入待测试样中,直至达到压痕深度 h0。h0 定义了用于后续测量压痕深度 (h) 的参考平面(基面)。
然后,根据标准中规定的暴露时间施加试验力,并测量穿透深度。试验力应从 49 N、132 N、358 N 和 961 N 中选择,以确保 30 秒的暴露时间结束之后,压痕深度在 0.15 至 0.35 mm 之间。如果试验力暴露时间结束时检测到的压痕深度小于 0.15 mm 或大于 0.35 mm,则必须提高或降低试验力。
然后,通过测得的压痕深度 h 计算压痕表面积,接着按照标准中规定的公式计算球压痕硬度 (HB)。单个试验压痕之间以及试验压痕与试样边缘(边界)之间都应保持足够的距离(每个不小于 10 mm)。
当试验载荷较高且压痕较深时,可以在大面积测试表面进行测量,以获取准确的测量数据平均值。该方法适用于测试填充塑料和非填充塑料。
遵循 ASTM D785 和 ISO 2039-2 标准的洛氏硬度试验
- ISO 2039-2 和 ASTM D785 标准规定了用于塑料硬度试验的多种洛氏硬度标尺。
- 在洛氏法中,总试验力分两步来施加。这是为了消除试样表面粗糙度(例如试样上的凹槽)的影响,以及由于压痕深度测量的间隙所引起的测量误差。
- 按照 ISO 2039-1 标准进行球压痕硬度试验时,需要在载荷下测量压痕深度,而洛氏法则有所不同,通过事先设置预载荷来测量压痕深度。用户可根据相应的洛氏硬度标尺来选择不同的压头。
按照 ASTM D785 和 ISO 2039-2 标准运行试验
根据 ISO 2039-2 和 ASTM D785 标准测量塑料硬度时,首先使用相应的试验预载荷将压头压入待测试样中,直至达到压痕深度 h0。h0 定义了用于后续测量永久压痕深度 (h) 的参考平面(基面)。
然后,根据标准中规定的时间(几秒钟)施加试验力,使压头穿透试样到达最大穿透深度 h1。
该段时间结束后,再次降低试验力,根据总试验力范围内压痕深度弹性部分的量,重新向上移动压头,使其停留在永久压痕深度 h 的水平。这也称为差深(总试验力施加前后压痕深度的差值)。根据标准中定义的公式并参照所应用的洛氏硬度标尺,使用永久压痕深度 h 计算出洛氏硬度 (HR)。
ASTM D785 和 ISO 2039-2 标准:试验方法之间的差异
ASTM D785 标准和 ISO 2039-2 标准对于塑料硬度试验所使用的压头直径以及试验力(试验载荷)水平都有不同的规定。
符合 ASTM D785 标准的洛氏硬度标尺:
符合 ASTM D785 标准的洛氏硬度标尺 | 预载荷 (kg) | 试验载荷 (kg) | 压头直径 |
---|---|---|---|
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 |
符合 ISO 2039-2 标准的洛氏硬度标尺:
符合 ISO 2039-2 标准的洛氏硬度标尺 | 预载荷 (N) | 试验载荷 (N) | 压头直径 (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 |
ZwickRoell 的洛氏硬度计特有一个压头托架,用于在难以达到的位置进行硬度试验。除了 ASTM D785 和 ISO 2039-2 标准之外,此类硬度计还可根据 ISO 6508 | ASTM E18 标准对常规材料和超硬材料进行洛氏硬度试验。