Список тематических статей

Теплостойкость по Мартенсу

Понятие и общие сведения

Теплостойкостью по Мартенсу называется точка на температурной шкале, при достижении которой стандартный образец изгибается до определенной величины. Данный метод широко применяется для оценки теплостойкостей полимерных, пластмассовых и некоторых композитных материалов.Способ не рекомендован для нестойких к теплу материалов, имеющих значение теплостойкости не выше 40 градусов С, а также тех материалов, у которых температурно-деформационная кривая обладает S-образной конфигурацией.

Испытания проводятся по Межгосударственному стандарту ГОСТ21341-2014, нормирующим методы определения теплостойкости по Мартенсу. При получении числового значения тепловой стойкости по Мартенсу применяют повышение температуры образца со скоростью 50 градусов в час, начиная с точки 25 градусов С.

Рис.1. Установка для измерения.

Методика измерения

Необходимо, чтобы отбор проб для испытаний и технология получения образцов были исполнены стандартам и документацией на полимерное сырье. Либо термопластичные образцы производят по ГОСТ12019 при помощи литья на термопластавтоматах или почти не использующимся в современных реалиях методом прессования. Термореактивные образцы производят по методике ГОСТ12015 способом прямого прессования. В случае использования для получения образцов готовых тонкостенных изделий или листов применяют метод механической вырубки по ГОСТ26277. Если образцы получены при помощи резки, то их характеристики не должны изменяться в процессе получения.

Суть процесса измерения тепловой стойкости по Мартенсу можно описать следующим образом. Полимерный образец закрепляется в зажимном устройстве, находящемся внизу и нагружается изгибающим усилием при помощи зажимного устройства, находящего сверху, а также специального рычага и груза. Позиция последнего на рычаге должна соответствовать изгибающему напряжению в 4,85-4,95 МПа. При дальнейшем измерении фиксируется прогиб образца по передвижению конца рычага. Также замеряется и записывается температура передвижения конца рычага на величину 6 мм. При этом скорость нагрева должна быть 45-55 градусов С в час от изначальных 25 градусов С.

Исследования проводятся на трех образцах. При этом теплостойкость по Мартенсу, измеряющаяся в градусах С считают как среднюю арифметическую величину теплостойкостей всех испытанных образцов. В случае различия показаний с разных образцов больше чем на 5 градусов С испытание необходимо повторить со вновь изготовленными образцами. Результаты второго исследования считаются окончательными, если они удовлетворяют предыдущему условию. В противном случае определение теплостойкости этого материала по Мартенсу считается безрезультатным.

Протокол испытаний на тепловую стойкость по Мартенсу включает:

- наименование стандарта;

- название марку исследуемого полимера и его изготовителя;

- методику получения образца;

- геометрические размеры образца;

- полученные величины теплостойкостей всех образцов;

- итоговое значение теплостойкости;

- перечисления отступлений от ГОСТ;

- дату исследования.

При испытаниях полимеров, имеющих высокие показатели жесткости,имеет смысл применять изгибающее напряжение в 7,4 МПа вместо указанных выше 4,9 МПа.

Важно отметить, что способ определения значения теплостойкостей методом изгиба не подходит для образцов в форме пленок и изделий, имеющих толщину менее 1,5 миллиметров. Исходя из этого в таких случаях применяется метод испытаний на растяжение.

Применение

Определение теплостойкости материалов по Мартенсу изначально применялось лишь для жестких пластмасс. Из-за этого оно применяет методику, которой свойственен повышенный уровень напряжений, а также практически не пригодную для конструкционных термопластичных пластмасс. Поэтому для таких материалов вместо «Мартенса» применяют методику измерения теплостойкости при изгибе по ГОСТ12021-84. Измерение по этому стандарту позволяет упростить методику испытания и использовать невысокие нагрузки.

Кроме метода Мартенса теплостойкость измеряется еще и способом Вика. При этом методе при росте температуры на образец прикладывается давление. При этом регистрируется температура достижения заданной глубины внедрения инструмента. Важно, что тепловая стойкость по Вика выше «Мартенса».