De IZOD-impacttest uitgelegd: definitie, betekenis en berekening

Ingenieurs die met ons hier bij Xometry werken, gebruiken veel verschillende impacttests om de karakteristieken van een materiaal te leren, een daarvan is de IZOD-impacttest. Er zijn verschillende methoden om te bepalen hoe een materiaal zal reageren of reageren; voor de IZOD hebt u een pendulum en schroefbanken nodig.

Hier is meer over deze test, de belangrijke factoren en hoe het zich verhouden tot andere impacttests (zoals de Charpy-impacttest).

Wat is een IZOD-impacttest?

De IZOD-test is een manier om de impactsweerstand van een materiaal te bepalen, specifiek hoeveel belasting het kan aan voordat het breekt. Dit helpt u het juiste materiaal voor uw behoeften te kiezen. Ook wel de genotte IZOD-test genoemd, is het geaccepteerd als een gestandaardiseerde methode om dit te doen door de American Society for Testing and Materials (ASTM) en de Internationale Organisatie voor Standaardisatie (ISO) – hoewel de laatste een iets langere en bredere stuk materiaal voor testen vereist.

U kunt het gebruiken om bijna elk materiaal te testen, maar het is het meest populair betrouwd voor kunststoffen en polymeren. U hebt een paar verschillende benodigdheden en tools voor het uitvoeren van de test, waaronder een rechthoekig monster van uw materiaal met een notch erin, een pendulum impact test tool, en een schroefbank. Hieronder is een diagram van het Xometry-team van hoe de test werkt.

Naast impact, geeft de IZOD-test ook een idee van de hoeveelheid energie die het materiaal kan absorberen. Al dit is imperatief om te weten voordat deze materialen dan omgezet worden in producten of structuren die mensen elke dag gebruiken, zoals bruggen. Wanneer u de IZOD gebruikt om te testen, is de methode ASTM D256 en voor metalen is het ASTM E23.

Wat is het belang van de IZOD-impacttest?

De IZOD-impacttest is belangrijk omdat het:

1. Ingenieurs in staat stelt de zwaarte van kandidaat-materialen te bepalen, wat toelaat dat delen en structuren ontworpen worden met geschikte materialen, afmetingen en veiligheidsfactoren.
2. Ingenieurs in staat stelt om te observeren hoe materialen presteren wanneer ze blootgesteld worden aan impactbelasting.

Waarom hebben we IZOD-impacttests nodig?

Ingenieurs gebruiken de IZOD-test om de capaciteit van materialen te karakteriseren om energie te absorberen tijdens een impact. Deze eenvoudige, snelle test kan gebruikt worden om de temperatuur te bepalen waarop een materiaal van ductiel naar bros gedrag verandert (ductiel-naar-bros overgangstemperatuur). Sommige stalen ervaren een ductiel-naar-bros overgang rond 0 °C, goed binnen het diensttemperatuurbereik voor veel toepassingen met kritieke veiligheidsaspecten, zoals schepen en bruggen.

Hoe wordt het resultaat van de IZOD-impacttest berekend?

Eerst wordt de hoogte van de pendulumhamer ingesteld. De potentiële energie van de pendulum op deze hoogte wordt vastgelegd. Tweede, wordt de pendulum gelaten en slaat dan het testmonster. Derde, wordt de kinetische energie van de pendulum bepaald wanneer het monster breekt. De wet van behoud van energie wordt gebruikt om de kinetische energie bij breuk te bepalen. De impactssterkte van een materiaal wordt beschouwd als de kinetische energie die door het monster bij breuk geabsorbeerd wordt.

Wat zijn de eenheden van IZOD-impacttest sterkte?

De eenheden voor impactssterkte zoals bepaald door de IZOD-test worden doorgaans uitgedrukt als J/m of ft-lb/in. Dit kan geïnterpreteerd worden als de kinetische energie, of hoeveelheid werk, vereist (J, ft-lb) om het materiaal een bepaald bedrag (m, in) te vervormen.

Wat is een voorbeeld van IZOD-impacttest?

De IZOD-impacttest wordt veel gebruikt voor kunststoffen, terwijl de Charpy-test veel gebruikt wordt voor metalen, echter, beide methoden kunnen voor elk materiaal gebruikt worden. Bijvoorbeeld, diverse kunststoffabrikanten bepaalden de gemiddelde zwaarte voor polyoxymetheen (POM, acetaal) op 90 J/m² en de gemiddelde zwaarte voor Nylon 6,6 op 100 J/m² door gebruik te maken van de IZOD-impacttest.

Waarom gebruiken we een genot monster voor de IZOD-impacttest?

Een genot monster wordt gebruikt voor IZOD-tests omdat de notch een spanningsconcentratie produceert aan de wortel van de notch en de breuk dwingt om op een herhaalbare locatie te gebeuren. Door spanningslokalisatie, bevordert de notch kraakinitiatie en -voortplanting en minimaliseert plastische vervorming. Als de eerste hamer gewicht geselecteerd voor de test het monster niet breekt, worden successivelijk zwaardere hamers gebruikt totdat het monster breekt.

Hoe wordt de IZOD-impacttest procedure uitgevoerd?

De IZOD-test is relatief eenvoudig te doen, maar het vereist specifieke condities en metingen. Hier zijn de algemene stappen die u kunt verwachten:

1. Eerst, bereid het testmonster voor, snij het tot de afmetingen die de ASTM of ISO eist en notch een 45-graden V-vormige sectie. De pendulum zal recht erboven slaan om het materiaal te breken. U wilt een vertex hebben die zit op het middenpunt van de lengte van het testmateriaal.
2. Dan, voeg het testmateriaal toe aan het pendulum testapparaat, aan de onderkant waar de pendulum zal zwaaien en contact maken. Bevestig het met de schroefbank.
3. U stelt de hoogte van de pendulumhamer in (de standaard is 24 inch) en noteert de potentiële energie die de pendulum op deze hoogte zal hebben. Dan laat u de pendulum los.
4. Na de eerste test kunt u het gewicht van de pendulumhamer verhogen totdat het het materiaal breekt, wat zou betekenen dat de impactssterktewaarde berekend kan worden.
5. Als u een IZOD-test in koude temperaturen moet doen, wordt het testmateriaal in een vriezer geplaatst tot het evenwicht bereikt, en dan uitgehaald en getest.
6. Om de impactwaarde te krijgen, deelt u de impactenergie door de dikte van het monster. Dit getal zal een eenheid hebben van J/m of ft-lb/in, wat vertaalt naar de hoeveelheid kinetische energie die nodig is om het materiaal te vervormen en te breken.

Welke machine wordt gebruikt voor IZOD-impacttesten?

Een pendulum testmachine wordt gebruikt voor IZOD-impacttesten. Dit type machine heeft doorgaans een pendulum die op variërende hoeken vastgezet kan worden, een hamer aan het einde van de staaf van de pendulum, en een fixatie waarin testmonsters gepositioneerd kunnen worden aan de onderkant van het apparaat. Er is ook doorgaans een schaal op het draaipunt van de pendulum die gebruikers in staat stelt om verschillende hoeken te specificeren waarvandaan de pendulum gelaten wordt.

Wat is de IZOD-impacttest standaard?

De IZOD-impacttestmethode is gestandaardiseerd door ASTM D256 voor kunststoffen en ASTM E23 voor metalen. De IZOD-impacttestmethode is ook gestandaardiseerd door ISO (International Organization for Standardization) 180. Het grote verschil tussen de ASTM- en ISO-standaarden is de grootte van het testmonster. De ASTM-standaard vereist dat het testmonster afmetingen heeft van 2,5" (L) x 0,5" (B) x 0,125" (D) en de diepte onder de notch is 0,4", terwijl de ISO-standaard zegt dat het testmonster afmetingen moet hebben van 3,15" (L) x 0,39" (B) x 0,15" (D) en 0,31" materiaal onder de notch.

Wat zijn de factoren die IZOD-impactsterkte beïnvloeden?

Er zijn een paar details die een verschil maken in de impactsterktewaarde die u van een materiaal krijgt:

1. Rekgrens

Hoewel een materiaal warmtebehandeld kan zijn om een hogere rekgrens te hebben, kunnen warmtebehandelingsprocessen ook de ductiliteit van het materiaal verminderen. Dit kan leiden tot een lagere impactsterkte over het algemeen. Om meer te leren, raadpleeg onze complete gids over Rekgrens.

2. Ductiliteit

Materialen met hogere ductiliteit neigen ertoe om te vervormen voordat ze permanent gebroken of beschadigd zijn. Aangezien dit het geval is, zult u merken dat deze materialen neigen tot hogere impactsterktes. Om meer te leren, raadpleeg onze complete gids over Ductiliteit.

3. Notches

Het is belangrijk om de notch tip straal en notch diepte goed te krijgen om een nauwkeurige lezing van impactsterkte te krijgen. Dit is omdat de notch de spanning lokaliseert en de gevoeligheid zal variëren afhankelijk van welk materiaal u gebruikt.

4. Temperatuur en Vermoeidheidssnelheid

Een lagere temperatuur zal beïnvloeden hoe bros een materiaal is en hoeveel vermoeidheid er tijdens de test gebeurt. Hoe kouder het wordt, hoe waarschijnlijker de vermoeidheidssnelheid van het materiaal afneemt, wat belangrijk is om zich bewust van te zijn.

5. Breukmechanisme

U wilt begrijpen wat voor breuk aan de hand is, wat neer zal komen op de samenstelling en structuur van het materiaal dat u test. Het zal ofwel een ductiele of bros breuk zijn, of kenmerken van beide typen vertonen. Verschillende soorten kraken zullen resuleren, inclusief scheiding en microvoid coalescentie.

Wat is het verschil tussen de IZOD-impacttest en de Charpy-impacttest?

Beide tests gebruiken hetzelfde type zwaaiende pendulumapparaat, maar de IZOD wordt normaal gebruikt voor het testen van kunststoffen, terwijl de Charpy populair is voor het testen van metalen. We hebben een paar andere verschillen tussen deze tests in de onderstaande tabel behandeld.

Om meer te leren, raadpleeg onze complete gids over Charpy-impacttest.

Disclaimer

De inhoud die op deze webpagina verschijnt is alleen voor informatieve doeleinden. Xometry geeft geen enkele representatie of garantie van welke aard dan ook, uitdrukkelijk of impliciet, wat betreft de nauwkeurigheid, volledigheid of geldigheid van de informatie. Eventuele prestatieparameters, geometrische toleranties, specifieke ontwerpkenmerken, kwaliteit en typen materialen of processen mogen niet worden afgeleid om te vertegenwoordigen wat door derden leveranciers of fabrikanten via Xometry's netwerk geleverd zal worden. Kopers die offertes voor delen zoeken, zijn verantwoordelijk voor het definiëren van de specifieke eisen voor die delen. Raadpleeg onze voorwaarden voor meer informatie.

Kat de Naoum

Kat de Naoum is een schrijver, auteur, editor en content specialist uit het VK met 20+ jaar schrijfervaring. Kat heeft ervaring met schrijven voor diverse productie- en technische organisaties en houdt van de wereld van engineering. Naast schrijven was Kat bijna 10 jaar paralegal, zeven daarvan in scheepsfinanciering. Ze heeft geschreven voor veel publicaties, zowel print als online. Kat heeft een BA in Engelse literatuur en filosofie, en een MA in creatief schrijven van Kingston University.

Lees meer artikelen van Kat de Naoum