ASTM D256 Plastiklerin Izod Sarkaç Darbe Dayanımının Belirlenmesi

Amerikan Test ve Malzeme Kuruluşu (ASTM) tarafından geliştirilen “ASTM D256 Plastiklerin Izod sarkaç darbe dayanımının belirlenmesine yönelik standart test yöntemleri“ standardında, standart numunelerin tek bir sarkaç salınımıyla kırılmasında, standartlaştırılmış sarkaç tipi çekiçlere karşı plastiklerin direncini belirlemeye yönelik test yöntemleri açıklanmaktadır. Bu test yöntemleri için standart testler, frezelenmiş bir çentikle yapılmış numuneler gerektirir. A ve C test yöntemlerinde, çentik, sünek kırılmadan ziyade gevrek kırılma olasılığını artıran bir gerilim yoğunlaşması oluşturur. Sonuçlar, numune genişliğinin birim başına veya çentiğin altındaki kesit alanının birim başına emilen enerji cinsinden rapor edilir.

Sarkaç tipi çekiçlere sahip makineler, darbe anında çekiç hızının önemli ölçüde sabit kalmasını sağlayan sabit bir çekiç düşme yüksekliği dahil olmak üzere belirli gereksinimleri karşılamaları gerektiği için standart hale getirilmiştir. Bununla birlikte, farklı darbe direncine sahip numunelerle birlikte farklı başlangıç enerjilerine (etkin ağırlıklarının değiştirilmesiyle üretilen) sahip çekiçlerin kullanılması önerilir. Ayrıca, ekipman üreticilerinin farklı uzunluklarda ve yapılarda sarkaçlar kullanmalarına izin verilir ve bu da sarkaç sertliklerinde olası farklılıklara yol açabilir. Makine tasarımında başka farklılıklar da olabilir. Numuneler, sabit bir uzunluğa, sabit bir derinliğe ve belirli bir frezelenmiş çentik tasarımına sahip olmaları gerektiği için standart hale getirilmiştir. Numunelerin genişliğinin sınırlar arasında değişmesine izin verilir.

Darbe kuvvetini ve dolayısıyla darbe enerjisini kaydetmek için yük hücresi kullanan sarkaçlar ile elde edilen sonuçlar, darbeden sonra sarkaçta kalan enerjiyi ölçen manuel veya dijital olarak kodlanmış test cihazları kullanılarak elde edilen sonuçlara eşdeğer olmayabilir.

Izod numunesindeki çentik, gerilimi yoğunlaştırmaya, plastik deformasyonu en aza indirmeye ve kırılmayı çentiğin arkasındaki numune kısmına yönlendirmeye yarar. Bu nedenle kırılma enerjisindeki dağılım azalır. Bununla birlikte, plastiklerin elastik ve viskoelastik özelliklerindeki farklılıklar nedeniyle, belirli bir çentiğe verilen tepki malzemeler arasında değişir.

Bu standart test yöntemlerinin sonuçlarının yorumlanmasında dikkatli olunmalıdır. Üretim yöntemi, işleme teknolojisi, kalıplama koşulları, kalıp tasarımı ve ısıl işlemler dahil ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere şu test parametreleri test sonuçlarını önemli ölçüde etkileyebilir:

• Çentik açma yöntemi
• Çentik açma aletinin hızı
• Çentik açma aparatının tasarımı
• Çentiğin kalitesi
• Çentik açma ve test arasındaki süre
• Test numunesinin kalınlığı
• Çentik altındaki test numunesinin genişliği
• Çevresel koşullar.

Bu standartta tanımlanan test yöntemleri şunlardır:

• Test yöntemi A: Konsol kiriş testi
• Test Yöntemi C: 27 J/m’den daha az enerjili malzemeler için konsol kiriş testi

ASTM D256 standardı, plastiklerin Izod sarkaç darbe direncini belirlemek için test yöntemlerini özetleyen yaygın olarak kullanılan bir standarttır. Bu test, bir malzemenin yüksek hızlı bir darbe sırasında enerjiyi emme yeteneğini ölçer ve plastik malzemelerde tokluk, çentik hassasiyeti ve kırılganlık ile süneklik arasındaki ilişki hakkında kritik bilgiler sağlar.

Izod darbe testi, plastiklerin ani eğilme şokuna karşı kırılmaya nasıl direndiğini değerlendirir. Bu yöntemde,

• Çentikli bir numune, bir konsol kiriş gibi dikey olarak kelepçelenir.
• Bir sarkaç çekiç, numuneye çentiğin hemen üstüne vuracak şekilde aşağı doğru sallanır.
• Numune tarafından emilen (sarkaç tarafından kaybedilen) enerji, darbe direncini gösterir.
• Sonuçlar genellikle J/m (joule/metre) biriminde, numunenin çentikteki genişliği veya kesitine göre normalize edilerek rapor edilir.

Malzeme spesifikasyonunda kapsanan herhangi bir test numunesi hazırlama, koşullandırma, boyutlar ve test parametreleri, öncelikli konulardır. Malzeme spesifikasyonu yoksa, varsayılan koşullar geçerlidir.

Sarkaç darbe testi, öngörülen numune montajı, çentik açma ve sarkaç çarpma hızı parametreleri altında belirtilen boyuttaki standart test numunelerini kırmak için gereken enerjiyi göstermektedir.

Benzer olmakla birlikte, Izod testi Charpy darbe testinden farklıdır. Temel farklar şu şekildedir:

• Izod: Numune dikeydir, bir ucundan kelepçelenmiştir (konsol), çentik sarkaç yönüne bakar.
• Charpy: Numune yataydır, her iki ucundan desteklenmiştir (kiriş), çentik sarkaçtan uzağa bakar.

ASTM D256 standardı daha önce Charpy yöntemlerini içeriyordu ancak bunları kaldırmıştır, şimdi öncelikle Izod konfigürasyonlarına odaklanmaktadır. Bu standart, şunlar için varyasyonlar içeren A’dan E’ye çeşitli prosedürler içerir:

• Çentikli ve çentiksiz numuneler.
• Ters çentik darbesi.
• Düşük enerjili darbeler (kırılgan malzemeler için).
• Tercih edilen kalınlıklar ve enerjiler.
• Prosedür A (çentikli Izod) en yaygın olanıdır.
• Numune hazırlığı ve boyutları

Numuneler, tekrarlanabilirliği sağlamak için hassas bir şekilde hazırlanmalıdır:

• Standart boyutlar 63,5 mm uzunluk x 12,7 mm genişlik x 3,2-12,7 mm kalınlık (genellikle 3,2 mm veya 12,7 mm).
• Gerilmeyi yoğunlaştırmak ve kırılgan kırılmayı teşvik etmek için numuneye V şeklinde bir çentik açılır (derinlik tipik olarak 2,54 mm, açı 45 derece, yarıçap 0,25 mm).

Bunlar, çentikli numuneleri ve uyumluluk için gerekli olan kesin boyutları göstermektedir. Numuneler, testten önce ASTM D618 standardına göre şartlandırılır (örneğin 23 derece sıcaklık ve yüzde 50 bağıl nemde).

Test prosedürü genelde şu adımları izler:

• Çentikli numune makine mengenesine dikey olarak sabitlenir.
• Sarkaç sabit bir yüksekliğe kaldırılır (potansiyel enerji örneğin 2,7 J standart).
• Sarkaç numuneye vurması için serbest bırakılır.
• Emilen enerji ölçülür (darbeden önce / sonra sarkaç yüksekliğindeki fark, sürtünme ve fırlatma etkileri için düzeltilmiş).
• Sonuçlar, kırılma türünü (tam kırılma, menteşe kırılması, kısmi kırılma veya kırılmama) belirtilerek raporlanır.
• Düşük sıcaklık kırılganlığı hakkında bilgi edinmek için test çeşitli sıcaklıklarda yapılabilir.

Izod testi şunlara yardımcı olur:

• Malzemelerin tokluk ve çentik hassasiyetini karşılaştırmak.
• Üretimde kalite kontrolü.
• Otomotiv parçaları, tüketim malları, elektronik ve kompozitler gibi uygulamalar için malzeme seçimi.

Daha yüksek emilen enerji, daha yüksek tokluğu gösterir. Kırılgan malzemeler (örneğin bazı akrilikler) düşük değerler gösterirken, sünek malzemeler (örneğin polikarbonat) daha fazla enerji emer. Sonuçlar karşılaştırmalıdır, gerinim hızı ve geometri gibi faktörler nedeniyle gerçek dünya performansının doğrudan göstergesi değildir.

Kuruluşumuz, yıllardır yetkin ve deneyimli bir kadro ile müşterilerinin ihtiyaçlarını anlamakta, ihtiyaç duydukları ileri test hizmetlerini vermekte ve yönetim sistemlerinin kurulması, uygulanması ve iyileştirilmesi konusunda yardımcı olmaktadır. Bu çerçevede işletmelere ASTM D256 standardına uygun test hizmetleri de verilmektedir.