Significado y Uso de la Norma
Antes de continuar con estos métodos de prueba, se debe hacer referencia a la especificación del material que se está probando. Cualquier preparación, acondicionamiento, dimensiones y parámetros de prueba de la muestra de prueba cubiertos en la especificación de materiales deben tener prioridad sobre los mencionados en estos métodos de prueba. Si no hay una especificación de material, se aplican las condiciones predeterminadas.
La prueba de impacto de péndulo indica la energía para romper muestras de prueba estándar de tamaño especificado bajo parámetros estipulados de montaje de la muestra, muescas y velocidad de impacto del péndulo.
La energía perdida por el péndulo durante la rotura de la muestra es la suma de lo siguiente:
Energía para iniciar la fractura de la muestra;
Energía para propagar la fractura a través de la muestra;
Energía para lanzar el extremo libre (o extremos) de la muestra rota («corrección de lanzamiento»);
Energía para doblar la muestra;
Energía para producir vibración en el brazo del péndulo;
Energía para producir vibración o movimiento horizontal del bastidor o base de la máquina;
Energía para vencer la fricción en el cojinete del péndulo y en el mecanismo indicador, y para vencer el viento (arrastre de aire del péndulo);
Energía para sangrar o deformar plásticamente la muestra en la línea de impacto; y
Energía para superar la fricción causada por el roce del percutor (u otra parte del péndulo) sobre la cara de la muestra doblada.
Para materiales relativamente frágiles, para los cuales la energía de propagación de la fractura es pequeña en comparación con la energía de inicio de la fractura, la energía de impacto absorbida indicada es, para todos los propósitos prácticos, la suma de los factores 5.3.1 y 5.3.3 . La corrección de lanzamiento (ver 5.3.3 ) puede representar una fracción muy grande de la energía total absorbida cuando se prueban materiales relativamente densos y quebradizos. El método de prueba C se utilizará para materiales que tengan una resistencia al impacto Izod de menos de 27 J / m (0.5 ft · lbf / in.). (Ver Apéndice X4para unidades opcionales.) La corrección de lanzamiento obtenida en el método de prueba C es solo una aproximación del error de lanzamiento, ya que las velocidades de rotación y rectilínea pueden no ser las mismas durante el lanzamiento de la muestra que para el lanzamiento original, y debido a que se almacenó las tensiones en la muestra pueden haberse liberado como energía cinética durante la fractura de la muestra.
Para materiales duros, dúctiles, rellenos de fibra o laminados con tela, la energía de propagación de la fractura (ver 5.3.2 ) puede ser grande en comparación con la energía de inicio de la fractura (ver 5.3.1 ). Al probar estos materiales, los factores (ver 5.3.2 , 5.3.5 y 5.3.9 ) pueden llegar a ser bastante significativos, incluso cuando la muestra se maquina y coloca con precisión y la máquina está en buenas condiciones con la capacidad adecuada. (Ver Nota 7 ). Las pérdidas por flexión (ver 5.3.4 ) y muescas (ver 5.3.8 ) pueden ser apreciables cuando se prueban materiales blandos.
NOTA 7: Aunque el marco y la base de la máquina deben ser lo suficientemente rígidos y macizos para manejar las energías de muestras resistentes sin movimiento o vibración excesiva, el diseño debe asegurar que el centro de percusión esté en el centro de golpe. La ubicación del percutor con precisión en el centro de la percusión reduce la vibración del brazo del péndulo cuando se utiliza con muestras frágiles. Sin embargo, algunas pérdidas debidas a la vibración del brazo del péndulo, la cantidad que varía con el diseño del péndulo, ocurrirán con muestras resistentes, incluso cuando el percutor esté correctamente posicionado.
En una máquina bien diseñada con suficiente rigidez y masa, las pérdidas debidas a los factores 5.3.6 y 5.3.7 deben ser muy pequeñas. Las pérdidas por vibración (ver 5.3.6 ) pueden ser bastante grandes cuando se prueban muestras anchas de materiales duros en máquinas de masa insuficiente, no fijadas de manera segura a una base pesada.
Con algunos materiales, se puede encontrar un ancho crítico de muestra por debajo del cual las muestras parecerán dúctiles, como lo demuestra un considerable estiramiento o estrechamiento en la región detrás de la muesca y por una absorción de energía relativamente alta, y por encima del cual aparecerán frágiles evidenciado por poco o ningún estiramiento o estrangulamiento y por una absorción de energía relativamente baja. Dado que estos métodos permiten una variación en el ancho de las muestras, y dado que el ancho dicta, para muchos materiales, si se producirá una rotura frágil de baja energía o una rotura dúctil de alta energía, es necesario que la anchura se indique la especificación que cubre ese material y que se informe el ancho junto con la resistencia al impacto. En vista de lo anterior, no se deben hacer comparaciones entre los datos de los especímenes que tienen anchos que difieren en más de unas pocas milésimas de pulgada.
El tipo de falla para cada espécimen debe registrarse como una de las cuatro categorías enumeradas a continuación:
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C = |
Rotura completa: rotura en la que la muestra se separa en dos o más piezas. |
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H = |
Rotura de bisagra: rotura incompleta, de modo que una parte de la muestra no puede sostenerse por encima de la horizontal cuando la otra parte se sostiene verticalmente (un ángulo incluido de menos de 90 °). |
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P = |
Rotura parcial: rotura incompleta que no cumple con la definición de rotura de bisagra pero que se ha fracturado al menos el 90% de la distancia entre el vértice de la muesca y el lado opuesto. |
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NB = |
Sin rotura: una rotura incompleta en la que la fractura se extiende menos del 90% de la distancia entre el vértice de la muesca y el lado opuesto. |
Para materiales duros, es posible que el péndulo no tenga la energía necesaria para completar la rotura de las fibras extremas y arrojar la pieza o piezas rotas. Los resultados obtenidos de muestras «sin rotura» se considerarán una desviación del estándar y no se informarán como un resultado estándar. La resistencia al impacto no se puede comparar directamente para dos materiales que experimentan diferentes tipos de fallas según lo definido en el método de prueba por este código. Asimismo, los promedios informados deben derivarse de muestras contenidas dentro de una sola categoría de falla. Este código de letras tendrá como sufijo el impacto informado que identifica los tipos de falla asociados con el valor informado. Si se observa más de un tipo de falla para un material de muestra, el informe indicará la resistencia al impacto promedio para cada tipo de falla.
El valor de los métodos de impacto radica principalmente en las áreas de control de calidad y especificación de materiales. Si dos grupos de muestras de supuestamente el mismo material muestran absorciones de energía, tipos de roturas, anchos críticos o temperaturas críticas significativamente diferentes, se puede suponer que fueron hechos de diferentes materiales o estuvieron expuestos a diferentes entornos de procesamiento o acondicionamiento. El hecho de que un material muestre el doble de absorción de energía que otro en estas condiciones de prueba no indica que esta misma relación exista en otro conjunto de condiciones de prueba. El orden de tenacidad puede incluso invertirse en diferentes condiciones de prueba.
NOTA 8: Existe una discrepancia documentada entre los probadores de impacto manuales y digitales, principalmente con materiales termoendurecibles, incluidos los fenólicos, que tienen un valor de impacto de menos de 54 J / m (1 ft-lb / in). La comparación de datos sobre el mismo material, probados tanto en probadores de impacto manuales como digitales, puede mostrar que los datos del probador digital son significativamente más bajos que los datos de un probador manual. En tales casos, puede ser necesario un estudio de correlación para definir adecuadamente la verdadera relación entre los instrumentos.
Alcance del Ensayo
Estos métodos de ensayo cubren la determinación de la resistencia de los plásticos a martillos tipo péndulo “estandarizados” (ver Nota 1 ), montados en máquinas “estandarizadas”, para romper probetas estándar con un movimiento pendular (ver Nota 2 ). Las pruebas estándar para estos métodos de prueba requieren muestras elaboradas con una muesca fresada (ver Nota 3 ). En los métodos de prueba A, C y D, la muesca produce una concentración de tensión que aumenta la probabilidad de una fractura frágil, en lugar de dúctil. En el método de prueba E, la resistencia al impacto se obtiene invirtiendo la muestra con muescas 180 ° en el tornillo de banco de sujeción. Los resultados de todos los métodos de prueba se informan en términos de energía absorbida por unidad de ancho de muestra o por unidad de área de sección transversal debajo de la muesca. (VerNota 4. )
NOTA 1: Las máquinas con sus martillos tipo péndulo han sido “estandarizadas” en el sentido de que deben cumplir con ciertos requisitos, incluida una altura fija de caída del martillo que resulta en una velocidad sustancialmente fija del martillo en el momento del impacto. Sin embargo, se recomienda el uso de martillos de diferentes energías iniciales (producidos variando sus pesos efectivos) con probetas de diferente resistencia al impacto. Además, los fabricantes del equipo pueden utilizar péndulos de diferentes longitudes y construcciones, con las posibles diferencias en las rigideces del péndulo. (Ver la Sección 5.) Tenga en cuenta que pueden existir otras diferencias en el diseño de la máquina. Las muestras están «estandarizadas» en el sentido de que deben tener una longitud fija, una profundidad fija y un diseño particular de muesca fresada. Se permite que el ancho de las probetas varíe entre límites.
NOTA 2: LOS resultados generados con péndulos que utilizan una celda de carga para registrar la fuerza del impacto y, por lo tanto, la energía del impacto, pueden no ser equivalentes a los resultados que se generan utilizando probadores codificados manual o digitalmente que miden la energía restante en el péndulo después del impacto.
NOTA 3: La muesca en la muestra de Izod sirve para concentrar la tensión, minimizar la deformación plástica y dirigir la fractura a la parte de la muestra detrás de la muesca. De este modo se reduce la dispersión de energía para romperse. Sin embargo, debido a las diferencias en las propiedades elásticas y viscoelásticas de los plásticos, la respuesta a una muesca determinada varía entre los materiales. Se puede obtener una medida de la «sensibilidad de la muesca» de un plástico con el Método de prueba D comparando las energías para romper muestras que tienen diferentes radios en la base de la muesca.
NOTA 4: Se debe tener precaución al interpretar los resultados de estos métodos de prueba estándar. Los siguientes parámetros de prueba pueden afectar significativamente los resultados de la prueba:
Método de fabricación, que incluye, entre otros, el procesamiento.
tecnología, condiciones de moldeo, diseño de moldes y térmicas
tratos;
Método de entallar;
Velocidad de la herramienta de entallar;
Diseño de aparatos de entallar;
Calidad de la muesca;
Tiempo entre la entalladura y la prueba;
Espesor de la muestra de prueba,
Pruebe el ancho de la muestra debajo de la muesca, y
Acondicionamiento ambiental.
Los valores indicados en unidades SI deben considerarse estándar. Los valores entre paréntesis son solo para información.
Esta norma no pretende abordar todos los problemas de seguridad, si los hay, asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer prácticas apropiadas de seguridad, salud y medio ambiente y determinar la aplicabilidad de las limitaciones reglamentarias antes de su uso.
NOTA 5: Estos métodos de prueba se asemejan a ISO 180: 1993 solo en lo que respecta al título. Los contenidos son significativamente diferentes.
Esta norma internacional se desarrolló de acuerdo con los principios de normalización reconocidos internacionalmente establecidos en la Decisión sobre los principios para el desarrollo de normas, guías y recomendaciones internacionales emitida por el Comité de Obstáculos Técnicos al Comercio (OTC) de la Organización Mundial del Comercio.
Documentos de Referencia
Normas ASTM
Práctica D618 para acondicionamiento de plásticos para pruebas
Terminología D883 relacionada con plásticos
D3641 Práctica para muestras de prueba de moldeo por inyección de materiales termoplásticos de moldeo y extrusión
Sistema de clasificación D4066 para materiales de extrusión e inyección de nailon (PA)
Métodos de prueba D5947 para dimensiones físicas de muestras de plástico sólido
Método de prueba D6110 para determinar la resistencia al impacto Charpy de muestras de plástico con muescas
E691 Práctica para realizar un estudio entre laboratorios para determinar la precisión de un método de prueba
Norma ISO
ISO 180: 1993 Plásticos Determinación de la resistencia al impacto Izod de materiales rígidos Disponible en el Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI), 25 W.43rd St., 4th Floor, Nueva York, NY 10036, http://www.ansi.org.
Mas Información
Resistencia al impacto – Resistencia al impacto – Prueba de impacto – Prueba Izod – Sensibilidad de la muesca – Dureza de la muesca – Prueba de impacto del péndulo – Termoplásticos