EN ISO 2039 پلاستیک‌ها - تعیین سختی

استاندارد «EN ISO 2039 Plastics - تعیین سختی» که بر اساس یک استاندارد اروپایی تدوین شده و بعداً توسط سازمان بین‌المللی استانداردسازی (ISO) منتشر شده است، شامل زیرمجموعه‌هایی است که تحت همین عنوان منتشر شده‌اند. یعنی،

• استاندارد «EN ISO 2039-1 بخش 1: روش فرورفتگی گلوله‌ای» روشی را برای تعیین سختی پلاستیک‌ها و ابونیت با استفاده از یک فرورونده گلوله‌ای بارگذاری شده شرح می‌دهد. سختی فرورفتگی ساچمه که با این روش تعیین می‌شود، می‌تواند داده‌هایی را برای تحقیق و توسعه، کنترل کیفیت و پذیرش یا رد مطابق با مشخصات ارائه دهد.

برای اهداف این استاندارد، سختی قالب، بار وارد بر قالب‌ساز را تقسیم بر مساحت سطح قالب ایجاد شده توسط قالب‌ساز پس از مدت زمان مشخصی از اعمال بار بیان می‌کند. بر حسب نیوتن بر میلی‌متر مربع بیان می‌شود.

این روش شامل اعمال نیرویی مشخص بر روی سطح نمونه آزمایشی است. عمق چاپ تحت بار اندازه‌گیری می‌شود. مساحت سطح چاپ از عمق آن محاسبه می‌شود. سپس سختی فرورفتگی ساچمه با استفاده از معادله داده شده در استاندارد محاسبه می‌شود.

دستگاه تست سختی مورد استفاده در آزمایش‌ها اساساً شامل یک قاب با یک سکوی قابل تنظیم مجهز به صفحه‌ای برای نگه‌داشتن نمونه آزمایش، یک دستگاه فرورفتگی با اتصالات مربوطه و تجهیزاتی برای اعمال بار بدون ضربه است. دستگاه آزمایش همچنین باید به وسیله‌ای مجهز باشد که عمق نفوذ فرورفتگی را با دقت مثبت/منفی 0,4 میلی‌متر در محدوده 0,005 میلی‌متر اندازه‌گیری کند. قاب نباید تحت حداکثر بار بیش از 0,05 میلی‌متر تغییر شکل دهد، تغییر شکل باید در امتداد محور اصلی نیروی اعمال شده اندازه‌گیری شود. ابزار فرورفتگی باید یک گوی فولادی سخت و صیقل داده شده باشد. توپ پس از آزمایش نباید هیچ گونه تغییر شکل یا آسیبی نشان دهد. قطر توپ باید 5,0 میلی‌متر به اضافه/منهای 0,05 میلی‌متر باشد. این آزمایش‌ها همچنین از یک دستگاه زمان‌سنج با دقت مثبت/منفی ۰.۱ ثانیه استفاده می‌کنند.

هر نمونه آزمایشی باید یک ورق یا بلوک صاف و مسطح با اندازه کافی باشد تا اثرات لبه بر نتیجه آزمایش به حداقل برسد (مثلاً 20 میلی‌متر در 20 میلی‌متر). سطوح نمونه آزمایش باید موازی باشند. ضخامت 4 میلی‌متر توصیه می‌شود. سطح تکیه‌گاهی نمونه آزمایش نباید پس از آزمایش هیچ گونه تغییر شکلی نشان دهد. اگر قرار است نمونه‌های آزمایشی با ضخامت کمتر از ۴ میلی‌متر آزمایش شوند، می‌توان چندین نمونه آزمایشی را روی هم چید. با این حال، مقادیر سختی به‌دست‌آمده در نمونه‌های آزمایشی انباشته‌شده و در نمونه‌های آزمایشی تکی با ضخامت یکسان ممکن است متفاوت باشد.

اگرچه تمام تلاش‌ها برای اطمینان از موازی بودن نمونه انجام می‌شود، اما مواردی وجود دارد که به دست آوردن نمونه‌های آزمایشی کاملاً صاف، به ویژه در نمونه‌های قالب‌گیری تزریقی شده از ترموپلاستیک‌های نیمه بلوری، دشوار است. اگر از چنین نمونه‌های آزمایشی با تغییر شکل جزئی استفاده شود، بخشی از عمق تأثیر اندازه‌گیری شده در واقع مربوط به مسافتی است که فرورونده هنگام فشار دادن نمونه آزمایشی به صفحه پشتی طی می‌کند. این مشکل را می‌توان با استفاده از یک صفحه پشتی دایره‌ای با قطر 10 میلی‌متر به اضافه 7 میلی‌متر و منهای 1 میلی‌متر برطرف کرد. این قطر همچنین برای نمونه‌های آزمایشی کاملاً صاف به اندازه کافی بزرگ است. همچنین توصیه می‌شود که نمونه آزمایشی طوری قرار داده شود که سمت صاف‌تر آن رو به صفحه پشتی باشد.

نمونه‌های آزمایشی قبل از آزمایش در یکی از اتمسفرهای استاندارد مشخص شده در استاندارد ISO 291 قرار داده می‌شوند.

• استاندارد «EN ISO 2039-2 بخش 2: سختی راکول» روشی را برای تعیین سختی فرورفتگی پلاستیک‌ها با استفاده از دستگاه سختی‌سنج راکول و با استفاده از مقیاس‌های سختی M، L و R راکول شرح می‌دهد. عدد سختی راکول ارتباط مستقیمی با سختی فرورفتگی ماده پلاستیکی دارد، هرچه این عدد بالاتر باشد، ماده سخت‌تر است. به دلیل همپوشانی مختصر مقیاس‌های سختی راکول با این روش، می‌توان دو عدد سختی راکول متفاوت در مقیاس‌های مختلف را روی یک ماده به دست آورد و هر دوی آنها ممکن است از نظر فنی صحیح باشند.

برای موادی با خزش و بازگشت‌پذیری بالا، عوامل زمانی دخیل در اعمال بارهای اصلی و فرعی تأثیر قابل توجهی بر نتایج اندازه‌گیری دارند. یک روش جایگزین برای استفاده از دستگاه برای تعیین سختی در مقیاس سختی راکول در پیوست استاندارد آمده است.

این روش، روشی برای تعیین سختی در محدوده‌های مشخص برای زمان‌های بارگذاری است که با اعمال یک بار کوچک ثابت به یک گوی فولادی که روی ماده مورد آزمایش قرار دارد، و به دنبال آن اعمال یک بار بزرگ و سپس بازگشت به همان بار کوچک، انجام می‌شود. اندازه‌گیری واقعی با کم کردن نفوذ ناشی از بار جزئی از عمق نفوذ کل، منهای بازیابی الاستیک پس از یک زمان ثابت پس از حذف بار اصلی، بدست می‌آید. عدد سختی راکول از افزایش خالص عمق نفوذ، زمانی که بار روی یک فرورفتگی از یک بار جزئی ثابت به یک بار اصلی افزایش می‌یابد و سپس به همان بار جزئی بازگردانده می‌شود، بدست می‌آید.

نمونه آزمایشی استاندارد باید یک ورق صاف با ضخامت حداقل 6 میلی‌متر باشد. باید فضای کافی برای برآورده کردن الزامات این استاندارد داشته باشد. نمونه آزمایش لزوماً نباید مربع باشد. پس از آزمایش، سطح تکیه‌گاه نباید هیچ اثری از فرورونده را نشان دهد.

وقتی نمونه‌هایی با حداقل ضخامت مشخص شده در این استاندارد در دسترس نباشند، نمونه آزمایشی باید از روی هم چیدن نمونه‌های آزمایشی نازک‌تر با ضخامت یکسان و از جنس یکسان ساخته شود. با این حال، سطوح قطعات جداگانه باید کاملاً در تماس باشند و نباید هیچ گونه نقص سطحی (مانند فرورفتگی یا پلیسه ناشی از برش اره) آنها را از هم جدا کند.

تمام فرورفتگی‌ها باید فقط روی یک سطح از نمونه آزمایش ایجاد شوند. برای تعیین سختی راکول، یک نمونه آزمایشی کافی است و حداقل باید پنج اندازه‌گیری روی هر نمونه آزمایشی از مواد ایزوتروپیک انجام شود.

اگر ماده مورد آزمایش ناهمسانگرد باشد، جهت فرورفتگی باید نسبت به محورهای ناهمسانگردی مشخص شود. اگر نتایج در بیش از یک جهت مورد نیاز باشد، نمونه‌های آزمایش باید طوری تهیه شوند که حداقل پنج اندازه‌گیری سختی راکول در هر جهت قابل تعیین باشد.

نمونه‌های آزمایش قبل از آزمایش در اتمسفر مشخص شده در استاندارد بین‌المللی مناسب برای ماده مورد آزمایش یا در یکی از اتمسفرهای مشخص شده در استاندارد ISO 291، شرطی می‌شوند.

سازمان ما که سال‌هاست با طیف گسترده‌ای از مطالعات آزمایش، اندازه‌گیری، تحلیل و ارزیابی که انجام می‌دهد، سعی در حمایت از کسب‌وکارها از هر بخشی دارد، دارای کارکنانی قوی است که از نزدیک تحولات جهان در حوزه علم و فناوری را دنبال می‌کنند و دائماً خود را بهبود می‌بخشند. در این زمینه، خدمات آزمایش نیز مطابق با استاندارد «EN ISO 2039 Plastics - تعیین سختی» به مشاغل ارائه می‌شود.