拉伸冲击强度的测定ISO82561990

1、塑料 拉伸冲击强度的测定ISO8256：1990Plastics Determination of tensile-impact strength技术勘误1（TECHNICAL CORRIGENDUM 1）1991-05-15发布国际标准ISO8256：1990技术勘误1由技术委员会ISO/TC61，塑料分会SC2，机械性能制定。第6页表2在“宽度，b”一列中，用“10±0.2”代替“10±0.5”；在“尺寸优先值，x”一列中，删除“尺寸”一词后面的逗号，并在第三行中用“10±0.2”代替“10±0.5”。第7页在图3中，用下图代替试样类型1：国际标准I

2、SO8256第一版1990-12-15塑料 拉伸冲击强度的测定Plastics Determination of tensile-impact strengthISO8256：1990（E）前言国际标准化组织（ISO）是由各国标准化团体（ISO成员团体）组成的世界性的联合会。制定国际标准的工作通常由ISO的技术委员会完成。各成员团体若对某技术委员会确定的项目感兴趣，均有权参加该委员会的工作。与ISO保持联系的各国际组织（官方的或非官方的）也可参加有关工作。ISO与国际电工委员会（IEC）在电工技术标准化方面保持密切合作关系。由技术委员会通过的国际标准草案提交各成员团体投票表决，需取得至少75%

3、参加表决的成员团体的同意，才能作为国际标准正式发布。国际标准ISO8256由技术委员会ISO/TC61，塑料分委员会制定。附件A和B组成此标准的全部。附件C只作为信息使用。ISO1990保留版权。在没有出版商的书面允许下，不得以任何形式再版或使用此出版物的任何部分，包括电子和机械部分的影印和拍摄。塑料 拉伸冲击强度的测定1. 范围1.1 本标准规定了两种方法，以测定在规定的拉伸冲击速率下，塑料试样断裂所需的能量。测试可以看作在相对的高速率下的拉伸试验。这些方法可以根据ISO179和ISO180，用来测试较软或较薄材料的冲击试验，也可用于刚性较好的材料。根据试样类型的不同，规定了不同的参数（见6

4、.1和图3）。1.2 这些方法可以用来测试在规定的冲击速率下，规定试样的性能，以及评估在试验条件下，试样的固有的脆性和韧性。塑料在相对较高的速率下的反应可以用来表现如材料在不同气候和温度下的性能，也可以评估在相应条件下的性能。1.3 这些方法适用于铸件材料试样或成品及半成品试样（例如，铸件，薄片，层压件，挤压件或铸塑板）。这些方法适用于产品控制和质量控制。铸造复合材料试样的试验结果不可以直接用于任何形状的铸件，因为试验结果可能受铸件的设计和铸造条件影响。1.4 对不同尺寸的铸造试样的试验结果可能会不同。同样，从铸造件上切取的试样与同样尺寸的直接铸造材料的试样的测试结果可能会不同。由方法A和B得

5、出的结果可能有或没有可比性。1.5 这些方法不适用于作为设计计算的资料来源。材料的特殊性能可以被测量，但是，要在不同的条件下对不同类型的试样进行测试，并在不同的温度下测试。2. 参考标准此文本中参考的下列标准的条款组成此国际标准的条款。在发行之时，此版本为有效的。所有的标准可能会修改，所有以本标准为依据的部分应参考以下所列标准的最新版本。IEC和ISO的成员保存有国际标准的最新有效版本。ISO179：1982，塑料 刚性材料夏比(Charpy)冲击强度的测定ISO180：1982，塑料 刚性材料伊兆特(Izod)冲击强度的测定ISO291：1977，塑料 状态调节和试验用标准大气压ISO293

6、：1986，塑料 热塑性材料的压模塑试样ISO294：1975，塑料 热塑材料试样的注模塑法ISO295：1974，塑料 热固性材料试验的压模塑法ISO1268：1974，塑料 试验用强化的树脂粘合和低压层压的板材或板条的玻璃纤维制备ISO2557-1：1989，塑料 非晶形热塑塑料 有特定回缩的试样的制备 第1部分：棒材ISO2557-2：1986，塑料 非晶形热塑塑料 有特定回缩的试样的制备 第2部分:板材ISO2818：1980，塑料 试样的机加工制备ISO3167：1983，塑料 多用途测试样品的制备和使用3. 定义在此标准中，采用以下的定义。3.1 无缺口试样的拉伸冲击强度：在规定条

7、件下，无缺口试样断裂所吸收的能量是指试样的原始横截面积。可以用千焦耳每平方米来表示（kJ/m2）。3.2 切口试样的拉伸冲击强度：在规定条件下，切口试样断裂所吸收的能量是指试样切口处的原始横截面积。可以用千焦耳每平方米来表示（kJ/m2）。4. 原理此试验方法所使用的能量由拉伸冲击试验机的摆锤的释放来获得。断裂的能量由摆锤冲击试样所吸收的动能来决定。由滑块的释放或反弹来确定能量的修正值。试样由摆锤的底部冲击。试样在冲击时水平放置。在冲击时，试样的一端由支架或摆锤夹持，另一端由滑块夹持。滑块可以固定在支撑架上（方法A）或与摆锤一起取下（方法B）。5. 设备5.1 试验机5.1.1 试验机应为摆锤

8、型并有稳定的结构。它应可以测量试样断裂所吸收的冲击能量。冲击能量值应等于摆锤的原始势能与冲击试样后所遗留能量之差。能量的读数应对因磨擦和空气阻力损失的能量以及刻度误差进行准确修正。5.1.2 试验机应具有表1中所列出的特性。磨擦损失应定期进行检测。注1：为了对1.3条中所规定的所有材料进行测试，有必要使用多个试验机或使用一套可更换的摆锤。用不同摆锤所得出的试验结果不具备可比性。5.1.3 试验机应安全地固定在质量最少有最大摆锤质量20倍的地基上。它应可以调节以使摆锤和支架的方向符合5.2和5.3条款的规定。5.1.4 转轴与摆锤冲击中心的距离和转轴与试样中心的距离的误差应在±1%之内

9、。5.1.5 度盘，或其他能量显示装置的读数精度应在满量程的±1%之内。5.1.6 试验机的类型应为：方法A如图1所示，方法B如图2所示。5.2 摆锤5.2.1 摆锤应由单个或多个摆臂连接摆锤头，上边可装最大的质量。坚固的摆锤对于正确清除及相关部件与最小能量损失的几何关系非常重要，损失的能量通常包括在测得的冲击能量值中。5.2.2 应有精确的方法测定和减小因空气阻力和磨擦造成的能量损失（见附件B）。5.3 滑块5.3.1 滑块，在方法A中用来夹持试样，应用坚固的无弹性冲击的材料制成（如铝）。滑块的质量应在表1中给出的值中选择。表1摆锤冲击试验机的特性原始动能J冲击速率m/s最大磨擦损

10、失%滑块质量 1）方法Ag方法Bg2.04.07.515.025.050.02.6到3.22.6到3.23.4到4.13.4到4.13.4到4.13.4到4.110.50.50.50.50.515±1或30±115±1或30±130±1或60±130±1或60±160±1或120±160±1或120±115±115±130±1120±1120±1120±11）用方法A时，尽量采用较轻的滑块。5.3.2 应用夹具在试样

11、纵轴的直角方向规定的位置夹持滑块。5.4 夹持装置5.4.1 对于试样类型1、2、3和4（见表2和图3），夹持试样的夹具口应可以夹持试样并在冲击时没有打滑。支架上的夹持装置也应如此。夹持装置应保证不会损伤试样。夹具口应有锉刀状突起，突起的尺寸应可以选择。根据经验，应适合试样材料的硬度和韧性及试样的宽度。在夹具口的边缘靠近试验区域的地方应有圆弧直到第一排突起的边缘。5.4.2 对于试样类型5，只可以用嵌入式夹持，应使用一对不同高度的切口夹具。所选取的试验用的夹具的高度应大于试样的厚度但小于试样厚度的120%。5.5 百分尺和量表用来测量试样尺寸的百分尺和量表的精度为0.01mm。测量厚度在1mm

12、以下的薄片和薄板试样，所使用的量具的读数精度应不小于公称厚度的5%。在测量试样的厚度时，测量面的压力为0.01Mpa到0.05Mpa。对于切口试样，见7.4条的要求。6. 试验试样6.1 尺寸和切口如表2所规定及图3所示，有5种类型的试样可以使用。对于方法A，应优先选用类型1（切口型）和类型3（无缺口型），但是如有需要，类型2、4或5也可以使用。对于方法B，优先选用类型为类型2和类型4。试验结果由所使用的试样类型和试样厚度决定。为了避免重复的结果及争议，所选用的试样类型和厚度应一致。试验用的试样的厚度为4mm或以下。优先使用的厚度为4±0.2mm。在测量的区域内，厚度的公差应保持在5

13、%之内。本标准所描述的测试方法不适用于厚度为4mm以上的试样，如使用，请参照ISO179或ISO180。注2：试样类型1可以按照ISO3167所描述的多用途试样来制作。6.2 准备6.2.1 铸造和挤压件试样应根据相关的材料规格来制作。如果没有相关规格或另有规定，试样应根据ISO293，ISO294，ISO295，ISO2557-1或ISO2557-2的规定直接挤压，压制或注塑，或者根据ISO2818的规定由压制或注塑的复合薄板件加工而成。表2试样类型和尺寸及支架的距离（另见图3）尺寸单位为毫米试样类型长度l宽度b尺寸优先使用值xL0的优先值夹具间的自由长度le圆弧处半径r11)23452)8

14、0±260±180±260±180±210±0.510±0.215±0.510±0.215±0.56±0.23±0.0510±0.53±0.15±0.5-10±0.210±0.2-10±0.230±225±230±225±250±0.5-10±120±115±120±11) 切口的角度为45°±1°

15、，半径为1.0mm±0.02mm。2) 对于类型5，b= 23mm r= 6mm±0.5mm l= 11mm±1mm6.2.2 薄板试样应根据ISO2818的规定制作而成。6.2.3 纤维强化树脂应根据ISO1268规定的复合件制作一块板，试样应根据ISO2818来加工。6.2.4 薄片对于薄片，推荐使用多层的试样。在准备此类试样时，在冲压前应把所需层数的薄片固定好，比如，用胶带在两端30mm处粘好。在冲压前和冲压后，用胶带把薄片固定好。另外，也可以用双面胶来连接每层薄片。薄片试样应避免刮伤，每层试样相对于其他试样避免拉伸或松弛。6.3 试样切口（类型1）6.3.

16、1 应根据ISO2818的规定，在根据6.2条制作的无缺口试样上加工切口。6.3.2 切口底部的半径应为1.0mm±0.02mm，角度为45°±1°（见图3）。在制作试样时，切削齿的剖面应与它的主轴垂直，两个切口的轮廓与深度如图3所示。经过每个切口顶点，与试样长度方向垂直的两条垂直线的距离应在0.02mm之内。应特别注意尺寸x的精度（见表2）。注3：大多数材料的轮廓和切口半径应使用紧公差，因为在试验中，这些因素会很大程度地影响切口底部的应力集中度。锋利，干净的切削工具非常重要，因为切口底部的较小缺陷会造成试验结果的很大背离。6.3.3 如果规格中有规定，

17、可以使用铸造切口试样来测试。注4：与加工切口试样相比，铸造切口试样测得的结果通常会不同，在解释结果时应允许此误差。一般应优先使用加工切口试样，因为这样可以使集肤效应与局部各向异性减到最小。6.3.4 对于冲压制成的试样，切口不应冲压，而应进行加工。6.4 试样的数量6.4.1 除非规格中对所测材料另有规定，最少应测试10个试样。6.4.2 有些类型的板材的冲击特性可能根据板材的测量方向不同而有所不同。在这种情况下，一般应准备两组试样，它们的主轴分别垂直和平行于板材的一些特性方向，不论这些特性是可见的，或是根据它的制造方法推断出来的。6.5 条件除非规格中对所测材料另有规定，试样应根据ISO29

18、1的规定进行预处理和试验。7. 程序7.1 检测摆锤机有正确的能量范围，并有规定的冲击速率（见表1）。所选用的摆锤在冲击试样的过程中，应消耗它总能量的最少20%，但不大于80%。如果有多于1种表1列出的摆锤符合要求，则选用具有较大能量的摆锤。7.2 如果适用，调整能量刻度盘的指针，使它在摆锤在初始位置时接触到主动针。进行空测试三次（即不装试样或滑块），计算平均磨擦损失，确保平均磨擦损失不超过表1给出的值。7.3 能量修正值的确定7.3.1 方法A根据塑料变形和滑块的动能的能量修正值Eq（见附件C）。修正值Eq由以下公式计算：式中Eq 表示根据塑料变形和滑块的动能的能量修正值； Emax表示摆锤

19、的最大冲击能量；µ 表示用摆锤的折合质量除以滑块的质量（即mcr/mp）。摆锤的折算质量mp由以下公式计算：式中g 表示重力加速度；L 表示摆锤的折合长度； 表示摆锤的最大和最小位置之间的夹角。L由以下公式计算：式中T表示摆锤的周期。如果为160°，mp的单位为千克，Emax的单位为焦耳，L的单位为米，则公式变为：7.3.2 方法B滑块的反弹能量Eb每一个试样和摆锤的滑块的反弹能量Eb由滑块反弹能量曲线求出。此曲线由每次滑块和摆锤的组合决定。（具体见附件A）7.4 测量试样的中间平行段部分和厚度d和宽度x，精度为0.02mm。对于切口试样，要小心测量尺寸x，例如，使用装有2

20、mm到3mm宽接触点和形状和切口形状相符的百分尺。7.5 抬起并锁住摆锤，按照7.2条规定调整指针。7.6 把试样放入支架并夹紧。7.7 小心释放摆锤。在度盘上读出试样所吸收的冲击能量Es，并算出磨擦损失能量（见7.2）。7.8 如果修正后的拉伸冲击能量值低于2焦耳摆锤能量的20%，应根据6.2.4使用多层的试样。7.9 如果多种材料的试样需要准备，每一种应使用具有相同冲击速率的摆锤。如有争议，推荐试验结果仅与具有相同能量的摆锤与具有相同几何形状的试样所得到的结果相比较。7.10 在试验结束后，应马上检查试样是否夹紧或任一夹具有滑动，还有试样的狭窄的平行部分发生的损坏情况。如果任何试样不符合这

21、些条件，则这些试验结果应予以放弃并另增加试验。8. 结果的表达为了计算拉伸冲击强度，对于冲击能量Eq，消耗的能量Es应首先进行修正。8.1 能量修正值的计算8.1.1 方法A的能量修正值修正的拉伸冲击能量Ec用以下公式计算，单位为焦耳：Ec = Es Eq式中Es 表示消耗的能量（无修正），单位为焦耳；Eq 表示滑块的弹性冲击能量，单位为焦耳，按7.3.1的规定计算。8.1.2方法B的能量修正值修正的拉伸冲击能量Ec用以下公式计算，单位为焦耳：Ec = Es + Eb式中Es 表示消耗的能量（无修正），单位为焦耳；Eb表示滑块的反弹能量，单位为焦耳，由所测得的Es值和7.3.2和附件A规定的专

22、用冲击试验机的图表来确定。8.2 拉伸冲击强度的计算拉伸冲击强度E或拉伸冲击强度（切口试样）En由以下公式计算，单位为千焦耳每平方米：式中Ec 表示根据8.1所计算的修正的冲击能量，单位为焦耳；x 表示试样狭窄处平行部分的宽度或切口之间的距离，单位为毫米（见图3）；d 表示试样狭窄处平行部分的厚度（或多层薄片的总厚度）。应计算十个结果的标准偏差和偏差系数的算术平均值。所有计算结果保留两位有效数字。9. 精度此试验方法的精度未确定，因为实验室之间的数据不确定。如得到实验室之间的数据，在以后的版本将增加有关精度的描述。10. 试验报告试验报告应包含以下信息：a) 参照此标准；b) 使用的方法（A或

23、B）；c) 完全相同的试验材料，包括生产厂家代号，材料等级和材料形状；d) 所使用试样的类型和尺寸；e) 试样制作的方法；f) 铸造试样的厚度，或板材的厚度，以及，如果适用的话，板材某些特性的主要轴线的方向；g) 具体的预处理和试验条件；h) 所使用摆锤的最大能量；i) 所使用滑块的质量；j) 所使用切口或无缺口试样的拉伸冲击强度E或En，报告结果的算术平均值，单位为千焦耳每平方米；k) 如有需要，每一个试验结果；l) 如有需要，结果的标准偏差及偏差系数；m) 试样的断裂类型。附件A（标准）反弹修正因素的确定在冲击和滑块的回弹后，试样被两个运动的物体相拉，具有0.5MV2能量的摆锤和具有0.5

24、mv2能量的滑块。试样被拉断后，度盘只记录了摆锤所损失的能量。因此，必须加上滑块的能量以计算出拉断试样所用的真实能量。此修正值（即增加的滑块的能量）可以用以下公式算出：根据定义， (A.1)以及 (A.2)式中M 表示摆锤的质量，单位为千克；m 表示滑块的质量，单位为千克；V 表示摆锤的滑块的冲击中心的最大速率，单位为米每秒；V2表示试样断裂时摆锤的冲击中心的速率，单位为米每秒；v1 表示反弹后的滑块的速率，单位为米每秒；v2 表示试样断裂时滑块的速率，单位为米每秒；E 表示度盘上读出的能量，单位为焦耳；e 表示滑块增加的能量，即增加到摆锤读数的反弹修正因素，单位为焦耳。在滑块反弹后，系统的动量（水平方向）保持不变。忽略垂直方向，冲击的动量公式可以写作：MVmv1 = MV2mv2 (A.3)由公式（A.1），（A.2），（A.3）可以得出： （A.4）如果把e看作E的函数（V，M，m和v1为固定值），e从零点开始增加，通过最大点（等于0.5mv12）后开始下降，在变为负值之前重新通过零点。此曲线可以作出合理精确分析的部分为e=0到e=0.5mv12的一部分。在滑块改变其方向后，修正值不能再清晰定义，当它第二次达到触点，就很难估算它的修正值。因此，