1 دامنه کاربرد.
1.1 این روش، تعیین انرژی لازم برای ایجاد شکست در نمونههای پلاستیکی در دماهای پایین، با استفاده از دارتهای آزادسقوط را پوشش میدهد.
1.2 چهار روش آزمون ارائه شده است.
1.2.1 روش اجرا A به یک دارت 10 lb. (4.536 kg) نیاز دارد.
1.2.2 روش اجرا B به یک دارت 15 lb. (6.804 kg) نیاز دارد.
1.2.3 روش اجرا C به یک دارت 20 lb. (9.072 kg) نیاز دارد.
1.2.4 روش اجرا D به یک دارت 30 lb. (13.61 kg) نیاز دارد.
1.3 دو نوع شکست توصیف شده است.
1.3.1 شکست شکلپذیر – زمانی رخ میدهد که دارت، نمونه را کشیده و سوراخی در نمونه آزمون ایجاد کند.
1.3.2 شکست ترد – زمانی رخ میدهد که نمونه بهصورت ترد دچار شکست شده، خرد یا به دو یا چند قطعه تقسیم شود؛ یا نواحی ضربهخورده بدون کشیدگی از نمونه جدا شوند.
1.4 آمادهسازی نمونه برای دادههای ضربه ارائهشده در فهرست خواص رزین ARM International.
1.4.1 نمونههای آزمون مورد ضربه باید از یک قطعه قالبگیریشده چرخشی تهیه شوند. دارت سقوطکننده باید به سطحی از قطعه برخورد کند که هنگام قالبگیری با قالب در تماس بوده است.
1.5 این آزمون شامل وزنههای سنگین و اجسام در حال سقوط، دماهای پایین، صدای زیاد و خطر پرتاب ذرات است. باید از تجهیزات حفاظت فردی مناسب، مانند کفش ایمنی، عینک ایمنی یا عینک محافظ، محافظ شنوایی و دستکش استفاده شود.
2 خلاصه روش.
2.1 هر روش، ارتفاع یک دارت مشخص را تعیین میکند که باعث شکست 50% از نمونههای آزمون شود. روشهای اجرا A، B و C تنها از نظر وزن دارت با یکدیگر تفاوت دارند، درحالیکه روش اجرا D هم از نظر وزن دارت و هم از نظر هندسه سر ضربهزن تفاوت دارد.
2.2 تکنیک مورد استفاده معمولاً «روش پلکانی بروستون» یا «روش بالا و پایین» نامیده میشود. آزمون در نزدیکی میانگین متمرکز میشود و تعداد نمونههای آزمون مورد نیاز برای دستیابی به برآوردی با دقت قابلقبول را کاهش میدهد.
2.3 از آنجا که دارت 30 lb. (13.61 kg) دارای سر ضربهزن با هندسه متفاوتی است، مقادیر مطلق ضربهها را نمیتوان با مقادیر بهدستآمده از سایر دارتها مقایسه کرد. همچنین، از آنجا که سرعت دارت سقوطکننده برای همه دارتها متفاوت خواهد بود، فقط مقادیر مربوط به مواد مختلف را میتوان با استفاده از یک دارت یکسان مقایسه کرد. توجه داشته باشید که در گزارش باید دارت مورد استفاده (یعنی 10 lb.، 15 lb.، 20 lb. یا 30 lb.) ثبت شود.
3 اهمیت.
شرایط آزمون روش اجرا A با روشهای اجرا B و C یکسان است، اما وزن دارت متفاوت است؛ بنابراین، این روشها صرفاً بهعنوان شاخصی از قابلیت سرویسدهی در دمای پایین به کار میروند و ارتباط مستقیمی با دادههای مهندسی مورد استفاده در طراحی ندارند.
3.1 محدودیت اصلی روش اجرا A این است که با وزن ثابت دارت و حداکثر ارتفاع سقوط، ممکن است انرژی کافی برای ایجاد شکست به هیچیک از حالتهای شکست وجود نداشته باشد.
3.2 روشهای اجرا B و C بهواسطه وزن بیشتر دارت، بهترتیب امکان افزایش 50% و 100% ضربه را فراهم میکنند. روش اجرا D بهواسطه وزن بیشتر دارت و هندسه شدیدتر نوک/سر دارت، ضربههای بالاتری ایجاد میکند. نتیجه منطقی این است که وزن دارت یا ارتفاع سقوط را، در محدوده محدودیتهای فضای فیزیکی، برای ایجاد شکست افزایش دهیم.
3.2.1 طراحی دارت در همه روشها بهگونهای است که بیشترین تمرکز تنش را در کوتاهترین زمان ایجاد کند؛ بهطوریکه تغییرات ضخامت در مواد tough همچنان به یکی از دو حالت شکست منجر شود.
3.3 دادههای عددی بهدستآمده از یک روش را نمیتوان بهدلیل تفاوت در سرعت و هندسه دارت با دادههای روش دیگر جایگزین کرد. بااینحال، حالت شکست ایجادشده توسط روشهای اجرا A، B، C یا D میتواند شاخص مفیدی برای «نمونههای با فرآیند صحیح» باشد.
3.3.1 در پلیاتیلن، شکست شکلپذیر حالت شکست مطلوبی است که معمولاً در نمونههای دارای فرآیند صحیح رخ میدهد.
3.3.2 در پلیاتیلن، شکست ترد یا شکست همراه با خردشدگی، معمولاً نشان میدهد که پارامترهای فرآیندی استفادهشده به دستیابی به خواص بهینه منجر نشدهاند.
3.4 ارتفاع دستگاه آزمون را میتوان متناسب با نیازهای فضای کاربر تغییر داد؛ بااینحال، حداکثر ارتفاع ضربه مورد استفاده باید 10 ft. باشد. روشهای اجرا A، B و C امکان انتخاب وزن دارت را فراهم میکنند؛ بهگونهای که در بیشتر موارد شکست در محدوده میانی ارتفاع دستگاه رخ دهد. این امر به کاهش اثر سرعت بر نتایج کمک میکند، اما آن را کاملاً حذف نمیکند. روش اجرا D شدیدترین آزمون است و اثر نوک دارت عامل غالب خواهد بود، نه اثر سرعت.
3.5 نمونههای آزمون باید تا حد امکان تخت و بدون مهار باشند.
3.6 نتایج بهدستآمده تحت تأثیر کیفیت ماده نمونه آزمون قرار دارند. باید از نمونههای آزمونی که در هر یک از سطوح خود دارای عیوب یا نواقص سطحی هستند، اجتناب شود.
3.7 هنگام مقایسه نمونههایی با ضخامتهای متفاوت، مقاومت ضربهای را نمیتوان بر اساس ضخامت متوسط نمونه آزمون نرمالسازی کرد، حتی اگر شرایط سطحی نمونههای آزمون تقریباً معادل باشد.
3.8 همه نمونهها باید بهگونهای پیرسازی شوند که دمای آزمون در سراسر قطعه به تعادل برسد. 3.9 نمونههای قالبگیریشده چرخشی باید در نگهدارنده نمونه بهگونهای قرار گیرند که دارت با سطحی تماس پیدا کند که هنگام قالبگیری با قالب در تماس بوده است. سطح داخلی نمونه باید رو به پایین قرار گیرد.
4 تعاریف.
4.1 شکستها
4.1.1 شکلپذیر – با نفوذ دارت در نمونه آزمون و ایجاد سوراخی همراه با الیاف رشتهای در محل شکست مشخص میشود، نه با ترکخوردگی رو به بیرون از محل شکست. ناحیه زیر دارت در محل شکست کشیده و نازک شده است.
4.1.2 ترد – با جداشدن فیزیکی قطعه یا ترکخوردگی در محل ضربه مشخص میشود. نمونه هیچ کشیدگی یا کشیدگی بسیار کمی دارد.
4.2 ارتفاع سقوط – فاصله بین نوک ضربه دارت و سطح نمونه مورد آزمون. (به پیوست A مراجعه شود.)
4.3 دارت و سر ضربهزن
4.3.1 دارت – کل مجموعه سقوطکننده با وزن کل مشخص، متناسب با روش اجرا، است. دارت شامل بخش سر ضربهزن و بخش توپر با قطر بزرگتر است که طول آن برای دستیابی به تلرانس وزنی مورد نظر برش داده میشود.
4.3.2 سر ضربهزن – بخش نیمکروی دارت با ابعاد 1.0 inch در 4.5 inch (25.4 mm در 114.3 mm) یا 0.5 inch در 4.0 inch (12.7 mm در 101.6 mm) است که به نمونه آزمون ضربه میزند.
5 دستگاه.
5.1 دستگاه آزمون – مطابق شکل ارائهشده در پیوست A ساخته شده است.
5.1.1 روش اجرا A – دارت 10 lb. (4.536 kg) مطابق پیوست C.
5.1.2 روش اجرا B – دارت 15 lb. (6.804 kg) مطابق پیوست C.
5.1.3 روش اجرا C – دارت 20 lb. (9.072 kg) مطابق پیوست C.
5.1.4 روش اجرا D – دارت 30 lb. (13.61 kg) مطابق پیوست D.
5.2 تکیهگاه نمونه مطابق توضیحات پیوست B.
5.3 میکرومتر برای اندازهگیری ضخامت نمونه آزمون.
6 اقدامات احتیاطی ایمنی.
6.1 باید یک قفس محافظ، نمونه و نگهدارنده آن را احاطه کند و تا بالای لوله راهنمای سقوط نشاندادهشده در پیوست A امتداد داشته باشد.
6.2 برای جلوگیری از آسیبدیدن نوک دارت هنگام نفوذ دارت به نمونه، باید یک بالشتک پلاستیکی درون تکیهگاه نمونه قرار گیرد.
6.3 همه نمونههای آزمون باید با انبر یا دستکش جابهجا شوند.
6.4 بهدلیل صدای زیادی که هنگام برخورد دارت سقوطکننده با نمونه آزمون ایجاد میشود، باید از محافظ شنوایی استفاده شود.
7 نمونهبرداری.
7.1 نمونههای آزمون باید نماینده قطعه مورد مطالعه باشند.
7.2 نمونههای آزمون برای فهرست خواص رزین ARM International باید دارای ضخامت 0.125″ (3.17 mm) و 0.250 inch (6.34 mm) باشند. برای فهرست خواص رزین ARM International، ضخامت نمونه آزمون باید حداکثر تغییرات ±10% برای نمونههای آزمون با ضخامت 0.125″
(3.17 mm) و ±5% برای نمونههای آزمون با ضخامت 0.250″ (6.34 mm) داشته باشد. توجه داشته باشید که روش اجرا D معمولاً برای نمونههای آزمون با ضخامت بیشتر از 0.4″ (10.2 mm) استفاده میشود.
8 نمونههای آزمون.
8.1 نمونههای آزمون باید از قطعات قالبگیریشده چرخشی تهیه شوند.
8.2 نمونههای آزمون باید تا حد امکان تخت و عاری از نواقص سطحی باشند؛ نواقصی که در غیر این صورت اعتبار آزمون را از بین میبرند.
8.3 ابعاد قطعه را برای 5.0 x 5.0 ± 0.08 in. (127.0 x 127.0 ± 2 mm) اندازهگیری کنید. این کار، قرارگیری آزاد نمونه در نگهدارنده را تضمین میکند.
8.4 ضخامت هر نمونه آزمون را در ناحیه ضربه اندازهگیری و ثبت کنید. توجه داشته باشید که قطعات با ضخامت مشابه (یعنی در محدوده معیار ضخامت) که با یک دارت یکسان آزمون شدهاند، بهراحتی قابل مقایسه هستند.
8.5 ضخامت نمونه آزمون را در سمت قالب نمونه آزمون ثبت کنید.
9 آمادهسازی و شرایطدهی.
9.1 نمونههای آزمون باید تا رسیدن به سرمایش یکنواخت سطح مقطع نمونه آزمون، در دمای کمتر از -40F ± 3.5F (-40C ± 2C) شرایطدهی شوند. تجربه عملی نشان میدهد که نمونههای آزمونی که در معرض -40F / -40C با گردش کامل هوا قرار میگیرند، در مدت کوتاهی مانند دو ساعت به سرمایش/تعادل یکنواخت میرسند. تجربه عملی نشان میدهد که نمونههای آزمون انباشته که در معرض -40F / -40C با گردش محدود هوا قرار میگیرند، برای رسیدن به سرمایش/تعادل یکنواخت به زمان بسیار بیشتری نیاز دارند؛ این زمان، بسته به آرایش پشته، حتی میتواند بیش از 24 ساعت باشد.
9.2 مگر آنکه خلاف آن مشخص شده باشد، نمونه آزمون باید پیش از آزمون، حداقل به مدت دو ساعت در فریزر با گردش هوا یا محفظه سرد، در دمای -40F ± 3.5F (-40C ± 2C) شرایطدهی شود.
10. روش اجرا.
10.1 دارت 10 lb.، 15 lb.، 20 lb. یا 30 lb. (دارتهای 4.536 kg، 6.804 kg، 9.072 kg یا 13.61 kg) را تا ارتفاعی بالا ببرید که انتظار میرود باعث شکست نیمی از نمونههای آزمون شود. مقدار ارتفاع را ثبت کنید.
10.2 نمونه آزمون را با استفاده از انبر یا دستکش از محل نگهداری سرد خارج کرده و روی نگهدارنده آزمون قرار دهید؛ بهگونهای که سطح داخلی قطعه رو به پایین و سطح علامتگذاریشده رو به بالا باشد. اطمینان حاصل کنید که نمونه در نگهدارنده نمونه آزمون در مرکز قرار گرفته باشد.
10.3 دارت را حداکثر ظرف 30 ثانیه پس از خارجکردن نمونه از فریزر/قرار دادن نمونه آزمون روی نگهدارنده آزمون آزاد کنید.
10.4 قبولی یا مردودی را مشاهده و ثبت کنید. نمونه آزمون زمانی قبول در نظر گرفته میشود که سطح ضربهخورده، در صورت قرار داشتن در یک محفظه، آب را نشت ندهد. (نباید سوراخ قابلمشاهدهای در نمونه صفحهای وجود داشته باشد.) تغییر شکل دائمی شکست محسوب نمیشود. عمق و مساحت فرورفتگی میتواند میزان نزدیکبودن به شکست را نشان دهد.
10.5 اگر نخستین نمونه آزمون دچار شکست شد، ارتفاع سقوط را بهاندازه Dh که معمولاً 6 inches (152.4mm) است، کاهش دهید. آزمون را تکرار کنید. کاهش ارتفاع را با همان گام ادامه دهید تا قطعه قبول شود. اگر نخستین نمونه آزمون دچار شکست نشد، ارتفاع سقوط را 6 inches (152.4mm) افزایش داده و آزمون را تکرار کنید. افزایش ارتفاع سقوط را با همان گام ادامه دهید تا شکست رخ دهد. اگر پیش از رسیدن به 75% ارتفاع دستگاه هیچ شکستی رخ نداد، آزمون را متوقف کرده و به دارت سنگینتر تغییر دهید. دادههای بهدستآمده تا این مرحله را کنار گذاشته و آزمون را از ابتدا آغاز کنید. هر ضربه باید روی یک نمونه آزمون جدید انجام شود.
10.6 این تکنیک امکان تعیین ارتفاع کل دارت برای هر آزمون را بر اساس نمونه آزمون قبلی فراهم میکند. آزمون ضربه را میتوان تنها یکبار روی هر نمونه آزمون انجام داد.
10.7 برای هر نمونه آزمون، مطابق پیوست E، از یک نمودار استفاده کنید. در برگه ثبت، راهنمایی قرار دهید که نشان دهد هر نماد بیانگر قبولی یا مردودی است. (توجه: استفاده از حروفی مانند O برای قبولی و X برای شکست شکلپذیر و علامت * برای شکست ترد، نتیجه هر آزمون را مشخص میکند.)
10.8 هر نمودار باید تا حد امکان اطلاعات مربوط به سابقه نمونه آزمون را شامل شود؛ مانند دمای فرآیند، زمان چرخه، زمان شرایطدهی و زمان پیرسازی (مدتزمان سپریشده از قالبگیری).
10.9 برای دستیابی به بهترین نتایج، 20 نمونه را آزمون کرده و سپس تعداد کل N (رویدادها) را بشمارید. این عدد میتواند تعداد شکستها یا عدمشکستها باشد؛ هرکدام که کمتر است. مقدار N باید برابر 10 باشد. اگر N<10 باشد، آزمون را تا رسیدن به N=10 ادامه دهید و سپس آزمون را متوقف کنید.
11 محاسبات.
11.1 در فرم دادهها (پیوست E)، در زیر ni تعداد کل رویدادها (تعداد شکستها یا عدمشکستها، هرکدام که کمتر است) را در هر ارتفاع سقوط ثبت کنید. (به پیوست E مراجعه شود.)
11.2 در ستون i، برای هر ni واردشده، اعداد صحیح 0، 1، 2 و غیره را وارد کنید. برای کمترین ارتفاع دارت که در آن مقدار ni ثبت شده است، عدد 0؛ برای ارتفاع بعدی دارت، عدد 1؛ و به همین ترتیب، اعداد بعدی را وارد کنید.
11.3 ستون ni را جمع کنید. اگر روش دقیقاً رعایت شده باشد، این مقدار باید همیشه برابر 10 باشد. مجموع ستون ni برابر N است.
12 گزارش.
12.1 گزارش باید شامل موارد زیر باشد:
12.1.1 شناسایی کامل نمونه آزمونشده، شامل نوع ماده، منبع، کد سازنده، ابعاد فرم، سابقه فرآیند (یعنی زمان، دما و هرگونه مشاهده ظاهری مربوط به قطعه، حبابها، خراشها و غیره)
12.1.2 روش آمادهسازی نمونه آزمون.
12.1.3 میانگین ارتفاع شکست.
12.1.4 دارت مورد استفاده: 10 lb.، 15 lb.، 20 lb. یا 30 lb. (4.536 kg، 6.3804 kg، 9.072 kg یا 13.61 kg).
12.1.5 میانگینها و دامنه ضخامت نمونههای آزمونشده.
12.1.6 تعداد نمونههای آزمون استفادهشده برای تعیین میانگین ارتفاع شکست.
12.1.7 میانگین انرژی شکست.
12.1.8 هرگونه انحراف از روش پیشنهادی.
12.1.9 انواع شکست.
12.1.10 تاریخ آزمون و نام اپراتور.
دستگاه آزمون ضربه مطابق ARM
- راهنمای فولادی با قطر داخلی مطابق استاندارد
- شامل وزنههای مربوط به روش اجرا A – دارت 10 lb. (4.536 kg) مطابق پیوست C // روش اجرا B – دارت 15 lb. (6.804 kg) مطابق پیوست C // روش اجرا C – دارت 20 lb. (9.072 kg) مطابق پیوست C // روش اجرا D – دارت 30 lb. (13.61 kg) مطابق پیوست D.
- نگهدارنده نمونه مناسب برای قطعه نمونه 127.0 x 127.0 ± 2 mm (مطابق پیوست B)
- مشتریان به فریزر عمیق نیز نیاز دارند. در صورت نیاز، این مورد به پیشفاکتور اضافه خواهد شد.
- درب ایمنی از جنس پلکسیگلاس برای نگهدارنده نمونه
- طول راهنما 2 m
- شامل ترازکننده
- میله مدرج برای تنظیم آسان ارتفاع
- پایه مستحکم برای قرار دادن نمونه
- سر ضربهزن نیمکروی (مطابق پیوست C و D)
- رهاسازی وزنه بهصورت دستی
- تنظیم آسان ارتفاع سقوط جرم