Menu

Udarność tworzyw sztucznych:

Udarność jest to odporność tworzywa na złamanie udarowe. Określa się ją stosunkiem pracy potrzebnej do dynamicznego złamania próbki do przekroju poprzecznego próbki w miejscu złamania. Oprócz pracy potrzebnej do złamania, celowe jest również określenie odkształcenia próbki. Dzięki elektronicznym metodom pomiaru siły i odkształcenia można lepiej scharakteryzować zachowanie się tworzyw sztucznych przy obciążeniach udarowych. W zależności od właściwości badanego tworzywa pęknięcie w czasie dynamicznego złamania próbki może być kruche lub plastyczne.
Rysunek 1 - pęknięcie kruche
Rysunek 2 - pęknięcie plastyczne
a' - odkształcenie sprężyste b' - odkształcenie plastyczne 

Rys.1                                 Rys.2

Metody badań udarności:

1. Metoda Charpy'ego.

Metoda ta  polega na udarowym zginaniu prostopadłościennej próbki z karbem lub bez karbu, podpartej na dwóch podporach, i określeniu pracy potrzebnej do jej złamania. Karb ma na celu koncentrację naprężeń w określonym miejscu badanej próbki. Udarność określa się pracą potrzebną do dynamicznego złamania próbki, odniesioną do 1 m2 przekroju próbki (jeżeli jest to udarność z karbem, to do przekroju w miejscu z karbem).
Udarnością względną nazywa się stosunek udarności z karbem do udarności bez karbu, wyrażony w procentach. Udarowe zginanie próbki uzyskuje się przez uderzenie ostrzem wahadła młota w podpartą na dwóch podporach próbkę. Zasadę pomiaru pokazano na rysunku niżej. Ważne jest, aby w chwili uderzenia styk ostrza młota wahadła z próbką był liniowy. Pomiar pracy złamania próbki powinien być wykonany w zakresie 10-80% maksymalnego zakresu skali młota. Przed badaniem należy próbki klimatyzować w normalnych warunkach.

Rysunek przedstawia zasadę badania udarności metodą Charpy'ego:

1. ostrze wahadła, 2. próbka, 3. podpora młota.

Do wykonania oznaczenia stosuje się młot wahadłowy o sztywnej konstrukcji, umożliwiający oznaczanie energii zużytej na złamanie próbki. Wartość energii zużytej na złamanie stanowi różnicę początkowej energii potencjalnej młota wahadłowego i energii pozostałej po złamaniu próbki. W skali energii należy uwzględnić straty spowodowane tarciem i oporem powietrza. 

2. Metoda Izoda.

Metoda Izoda różni się od metody Charpy'ego sposobem zamocowania próbki, wymiarami próbek oraz prędkością uderzenia wahadła młota. Metodą tą bada się wyłącznie próbki z karbem. Próbkę mocuje się pionowo, jednym końcem w uchwycie podstawy młota i łamie ostrzem walcowym wahadła młota w określonej odległości od krawędzi uchwytu. Udarność określa praca zużyta na dynamiczne złamanie próbki z karbem odniesiona do początkowego przekroju poprzecznego w miejscu karbu, wyrażona w kJ/m2.

Rys.1                                     Rys.2

Rysunek1 - przedstawia zasadę pomiaru udarności metodą Izoda

gdzie: 1 - ostrze wahadła młota, 2 - próbka, 3 - uchwyt.

Rysunek2 - przedstawia zasadę pomiaru udarności aparatem Dynstat

gdzie: 1 - ostrze wahadła młota, 2 - próbka, 3 - uchwyt.

Badając udarność aparatem Dynstat można określić udarność, udarność z karbem i wytrzymałość na zginanie małych próbek. Zasada pomiaru udarności jest taka sama jak w metodzie Charpy'ego, różni się tylko sposobem zamocowania próbki.