РЕЗИНА

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОСТИ
В МЕЖДУНАРОДНЫХ ЕДИНИЦАХ
(ОТ 30 ДО 100 IRHD)

ГОСТ 20403-75
(СТ СЭВ 1970-79)

КОМИТЕТ СТАНДАРТИЗАЦИИ И МЕТРОЛОГИИ СССР
МОСКВА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Срок действия с 01.01.81

до 01.01.96

Настоящий стандарт устанавливает метод определения твердости резин от 30 до 100 международных единиц IRHD.

Сущность метода заключается в измерении разности между глубиной погружения индентора в образец под действием предварительной и общей нагрузок. В зависимости от размера образцов испытания проводят на твердомере или микротвердомере. Дополнительные сведения по применению метода приведены в справочном приложении.

1а. МЕТОД ОТБОРА ОБРАЗЦОВ

1a.1. Образцы для испытаний должны соответствовать требованиям ГОСТ 269-66.

1а.2. Верхняя и нижняя поверхности образцов должны быть плоскими и параллельными друг другу.

Разность между максимальной и минимальной толщиной образца не должна превышать 0,2 мм.

1а.3. Толщина образцов для испытания на твердомере должна быть 8 - 10 мм. Допускается применять образцы толщиной не менее 4 мм, при этом толщину образцов и предельное отклонение на толщину образцов следует указывать в нормативно-технической документации на конкретную продукцию и методы ее испытания.

Для получения требуемой толщины допускается наложение двух образцов, если они имеют плоские параллельные поверхности.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

1а.4. Толщина образцов для испытаний на микротвердомере должна быть (2,0 ± 0,5) мм.

Допускается применять образцы толщиной не менее 1 мм, при этом толщину образца и предельное отклонение на толщину следует указывать в нормативно-технической документации на конкретную продукцию и методы ее испытаний.

1а.5. Испытания проводят на одном образце.

Разд. 1а. Введен дополнительно, Изм. № 1.

1. АППАРАТУРА

1.1. Твердомер и микротвердомер должны иметь следующие основные части:

индентор в виде шара или стержня с полушаровой поверхностью на конце;

устройство для приложения к индентору предварительной и общей нагрузок. Общая нагрузка представляет собой сумму предварительной и основной нагрузок. Предварительная нагрузка определяется силовым воздействием на образец массы индентора, связанных с ним деталей и усилия, создаваемого индикатором;

устройство для измерения глубины погружения индентора, шкала которого должна быть градуирована в международных единицах твердости резины IRHD или в метрических единицах длины (0,01 мм);

плоская лапка для прижима образца, перпендикулярная к оси индентора. Лапка должна иметь отверстие в центре для прохождения индентора;

устройство, обеспечивающее вибрацию узла установки индентора и предназначенное для устранения трения. Устройство можно не применять в приборах, в которых трение устранено.

Параметры твердомера приведены в табл. 1.

Таблица 1

Параметры микротвердомера приведены в табл. 1а.

Таблица 1а

Примечание к табл. 1 и 1а.

Приборы, изготовленные до 01.12.92, могут иметь нагрузки, указанные в скобках.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

1.2. Толщиномер индикаторный по ГОСТ 11358-89 с ценой деления 0,01 мм.

1.3. Секундомер механический или другое средство измерения времени с погрешностью не более 1 с.

1.2 - 1.3. (Измененная редакция, Изм. № 1).

1.4. Термометр жидкостный стеклянный ГОСТ 28498-90 с диапазоном температуры от 0 до 100 °С с допускаемой погрешностью измерения не более ±1 °С или термометры другого типа с соответствующими диапазоном и погрешностью.

(Введен дополнительно, Изм. № 2).

Разд. 2. (Исключен, Изм. № 1).

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

3.1. Испытания проводят не ранее, чем через 16 ч и не позднее, чем через 28 сут после вулканизации.

Допускается проводить испытания через другие промежутки времени, указанные в нормативно-технической документации на конкретную продукцию.

3.2. Перед испытанием образцы кондиционируют при температуре (23 ± 2) °С не менее 3 ч, при этом образцы должны быть защищены от воздействия прямых солнечных лучей.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

3.3. Испытания проводят при температуре кондиционирования.

3.4. Образец помещают на плоский предметный стол прибора и включают вибратор, если он имеется.

3.5. При испытании на твердомере расстояние от края образца до точки измерения должно соответствовать приведенному в табл. 3.

Для образцов, толщина которых не приведена в табл. 3, расстояние от точки измерения до края образца определяют интерполяцией.

При испытании на микротвердомере расстояние от края образца до точки измерения должно быть не менее 2 мм.

Таблица 3*

мм

* Табл. 2 исключена.

3.6. Прижимной лапкой прижимают образец к поверхности предметного стола, опускают индентор до соприкосновения шара с образцом и выдерживают в течение 5 - 8 с под действием предварительной нагрузки.

3.6.1. Если шкала глубины погружения индентора градуирована в единицах IRHD, то по истечении указанного периода действия предварительной нагрузки шкалу устанавливают на 100 и сразу прикладывают основную нагрузку плавно без удара. Через (30 ± 2) с после действия общей нагрузки отмечают показание по шкале, которое является результатом измерения твердости в выбранной точке образца.

3.6.2. Если шкала устройства для измерения глубины погружения индентора градуирована в метрических единицах длины, то по истечении указанного в п. 3.6 периода действия предварительной нагрузки, шкалу устанавливают на нуль и сразу прикладывают основную нагрузку, проводя далее измерение по п. 3.6.1.

Допускается после действия предварительной нагрузки не устанавливать стрелку на нуль, а отмечать показание по шкале и вычесть его из значения, отмеченного по шкале после действия общей нагрузки.

3.7. Проводят по одному измерению не менее, чем в трех точках, в разных местах образца. При применении прибора с одновременным измерением твердости в трех точках проводят одно измерение.

Разд. 3. (Измененная редакция, Изм. № 1).

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Если шкала градуирована в единицах IRHD, за величину твердости принимают показание по шкале прибора.

4.2. Если шкала градуирована в 0,01 мм, то глубину погружения индикатора, установленную по п. 3.6.2, при испытании на твердомере переводят в твердость IRHD по табл. 4, а при испытании на микротвердомере - умножают на коэффициент 6,00 и полученное значение переводят в твердость IRHD по табл. 4.

Таблица 4

Перевод значений в международные единицы твердости

4.3. За результат испытания принимают среднее арифметическое или медиану всех измерений в единицах IRHD, округленные до целого числа. При проведении арбитражных испытаний за результат принимают среднее арифметическое значение всех измерений в единицах IRHD, округленное до целого числа. Пример определения медианы приведен в приложении.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

4.4. При применении прибора с одновременным измерением твердости в трех точках и автоматическим усреднением результатов за величину твердости образца принимают показание прибора в международных единицах твердости, округленное до целого числа.

Если шкала устройства для измерения глубины погружения инденторов градуирована в 0,01 мм, то глубину погружения, которую показывает устройство, переводят в твердость по табл. 4 и округляют до целого числа.

4.5. Результаты испытаний сравнимы для образцов одинаковой толщины, изготовленных одним способом, содержащих одинаковое число слоев и испытанных на приборе одного типа - твердомере или микротвердомере.

4.6. Результаты испытаний оформляют протоколом, в котором должны быть указаны:

дата испытания;

условное обозначение резины;

режим и дата вулканизации;

вид испытуемой поверхности (формованная, шлифованная и т.д.);

толщина образца и количество слоев, из которых он состоит;

тип прибора (твердомер или микротвердомер);

показания прибора для каждого измерения;

обозначение настоящего стандарта.

Вид испытуемой поверхности, толщину образца, количество слоев, из которых он состоит, в протокол не включают, если они приведены в нормативно-технической документации на резины и методы их испытаний.

Разд. 4. (Измененная редакция, Изм. № 1).

ПРИЛОЖЕНИЕ

Справочное

Дополнительные сведения по применению метода

1. Метод определения твердости предусматривает применение твердомера для испытания относительно толстых образцов и микротвердомера для испытания более тонких образцов.

Твердомеры и микротвердомеры могут быть использованы также для испытания изделий по методике, утвержденной в установленном порядке, применительно к конкретному виду изделия.

Результаты определения твердости на образцах и изделиях не сопоставимы.

Параметры микротвердомера уменьшены по сравнению с параметрами твердомера таким образом, что при испытании образцов толщиной 8 - 10 мм на твердомере и образцов толщиной 2 мм на микротвердомере получаются приблизительно одинаковые результаты. Шкала твердости выбрана так, что нуль соответствует твердости материала с модулем упругости, равным нулю, а 100 - твердости материала с модулем упругости, равным бесконечности. Кроме того, в пределах большей части диапазона твердости выполняются следующие условия:

для резин средней твердости одна международная единица твердости соответствует приблизительно одинаковой в пропорциональном отношении разнице в модуле упругости;

для высокоэластичных резин значения твердости в международных единицах и по Шору А близки между собой.

Зависимость глубины проникновения индентора от твердости IRHD основана на:

зависимости между глубиной проникновения индентора в резину и модулем упругости, вычисляемой по формуле

F/M = 0,0038·r^0,65·h^1,35,

где F - сила, Н;

М - модуль Юнга, МН/м²;

r - радиус шара, мм;

h - глубина проникновения индентора, 0,01 мм.

Эта формула приблизительна и хорошо выполняется для высокоэластичных изотропных материалов, например, хорошо свулканизованных резин на основе натурального каучука;

применении вероятностной кривой (интегрированная зависимость нормального распределения ошибок), связывающей lg М и твердость в единицах IRHD (чертеж). В точке перегиба lg М = 0,364, а максимальный наклон равен 57 единиц IRHD на единицу увеличения lg М.

Зависимость твердости резины от модуля упругости

2. Медиана - число с порядковым номером (n+1)/2 для нечетного количества чисел, расположенных в порядке возрастания; среднее арифметическое чисел с порядковыми номерами (n/2 + 1) и n/2 для четного количества чисел, расположенных в порядке возрастания.

Пример. Для нечетного количества чисел 71, 72, 69, расположенных в порядке возрастания 69, 71, 72, где n = 3, медианой является число с порядковым номером 2 ((3+1)/2 = 2), т.е. 71.

Для четного количества чисел 71, 72, 68, 69, расположенных в порядке возрастания 68, 69, 71, 72, где n = 4, медианой является среднее арифметическое чисел с порядковыми номерами (4/2 + 1 = 3) и 2 (4/2 = 2), т.е. 69 и 71. Медиана равна их среднему арифметическому, т.е. 70.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1.  РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством химической и нефтеперерабатывающей промышленности СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

Ю.Л. Морозов, д-р техн. наук; Е.Е. Ковалева; М.Е. Вараксин, канд. техн. наук; А.М. Кучерский, канд. техн. наук; Т.Н. Васильева; Л.К. Любавская; Т.П. Федулова; Б.М. Чаусова

2.  УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 06.01.75 № 11

3.  Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 1970-79

4.  Стандарт соответствует ИСО 48-79

5.  ВЗАМЕН ГОСТ 13331-67

6.  ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

7.  Срок действия продлен до 01.01.96 Постановлением Госстандарта СССР от 28.06.90 № 1994

8.  ПЕРЕИЗДАНИЕ (декабрь 1991 г.) с Изменениями № 1, 2, утвержденными в июне 1981 г., июне 1990 г. - ИУС8-81, 10-90)

СОДЕРЖАНИЕ