Что такое твердость по Шору D?

Шкала твердости по Шору D: определение, использование, типы, преимущества и ограничения

Шкала твердости по Шору D является популярным методом определения твердости различных материалов.

Эта шкала является важным инструментом в таких секторах, как производство, строительство и автомобильная промышленность, где твердость является ключевым фактором при разработке продукта, обеспечении качества и выборе материала.

Твердость по Шору D определяется тем, насколько глубоко индентор может войти в материал при приложении определенной силы.

Эта шкала специально используется для измерения прочности полужестких пластмасс, твердой резины и твердых пластмасс.

Шкала твердости по Шору D ценна тем, что она быстрая, неразрушающая, легко воспроизводимая и подходит для тонких или небольших образцов.

Однако к недостаткам шкалы твердости по Шору D относятся ее чувствительность к обработке и подготовке поверхности. Сегодня мы рассмотрим шкалу твердости по Шору D, ее назначение и типы материалов, которые можно тестировать с помощью этой методики.

Что такое шкала твердости по Шору D?

Шкала твердости по Шору D, также известная как шкала дюрометра, предназначена для измерения и сравнения значений твердости таких материалов, как пластмассы, каучуки и эластомеры.

Результаты показывают, какое усилие требуется для создания углубления в данном материале. Более высокие числа указывают на более высокую твердость по шкале, которая варьируется от 0 до 100.

Шкала Shore D часто используется в таких секторах, как строительство и производство, чтобы дать разработчикам представление о качестве продукта и потенциальной долговечности.

Как шкала твердости по Шору D используется в промышленности?

В промышленных условиях твердые пластмассы, резины и другие материалы измеряют по шкале твердости по Шору D.

Шкала Shore D использует твердомер для измерения того, насколько глубоко заостренный предмет может проникнуть в материал при известной постоянной силе. Затем с использованием этого измерения глубины рассчитывается твердость материала.

Какие материалы можно тестировать по шкале твердости по Шору D?

Материалы, которые можно тестировать, включают термопластичные эластомеры, другие твердые каучуки и жесткие пластмассы.

Глубина проникновения индентора с алмазным наконечником измеряется по шкале твердости Shore D для определения твердости материала.

Эта шкала особенно удобна для тестирования материалов, которые должны быть очень жесткими, таких как автомобильные, спортивные и промышленные компоненты.

Преимущества использования шкалы твердости Shore D для испытания материалов

Ниже приведены некоторые преимущества проведения испытаний материалов по шкале твердости Shore D:

1. Высокая точность: твердость материала можно точно измерить с помощью шкалы твердости Shore D, что позволяет точно сравнивать различные материалы.
2. Широкий диапазон применений: многочисленные материалы, включая пластмассы, резину и композиты, можно проверить на твердость с использованием шкалы твердости по Шору D.
3. Быстро и просто: твердомер по Шору D — это быстрый и простой инструмент, используемый во многих отраслях промышленности для определения твердости материала.
4. Портативность: материалы можно тестировать на месте, поскольку твердомеры по Шору D являются портативными.
5. Неразрушающий: Испытание на твердость по Шору D является неразрушающим, в отличие от других методов испытания материалов, поэтому испытуемые образцы можно продолжать использовать после этого.

Недостатки шкалы твердости по Шору D

Шкала твердости по Шору D имеет некоторые недостатки, такие как:

1. Ограниченный диапазон: диапазон 0–100 по шкале Shore D подходит не для всех материалов.
2. Зависимость от материала: сравнение значений твердости различных материалов может быть сложной задачей, поскольку разные материалы могут по-разному реагировать на одно и то же измерение по шкале Shore D.
3. Поверхностные эффекты: обработка поверхности материала может привести к несоответствиям в измерениях по Шору D.
4. Температурная чувствительность: температура может влиять на твердость некоторых материалов, поэтому важно сравнивать значения твердости, измеренные при одинаковых температурах.
5. Ошибка оператора: измерения твердости по Шору D должны выполняться с высокой точностью, поэтому оборудование требует тщательной калибровки и навыков оператора.

Как определяется шкала твердости по Шору D?

Глубина, на которую конкретный индентор проникает в испытуемый материал при определенных обстоятельствах, определяет значение D по Шору. Стальной стержень с заостренным подпружиненным наконечником с определенным усилием вдавливается в материал.

Затем значение твердости определяется путем измерения глубины проникновения и выбора соответствующего значения из таблицы дюрометра. Резина, твердые пластмассы и подобные материалы являются наиболее распространенными объектами для этой техники.

Если вы используете резину, таблица дюрометра подскажет, какой уровень жесткости резины подходит для вашего конкретного применения.

Например, если вы хотите, чтобы ваш материал поглощал удары и обеспечивал амортизацию, вы можете выбрать резиновый материал с более низким показателем твердости, что означает более мягкую и податливую резину.

Материал с более высоким показателем твердости, указывающим на более твердую и менее податливую резину, может быть предпочтительнее, если он нужен для обеспечения поддержки или сопротивления деформации.

Как температура влияет на измерения твердости по Шору D?

Температура влияет на измерения твердости по Шору D. Значения твердости падают с повышением температуры. Это связано с тем, что сами материалы размягчаются при более высоких температурах и обеспечивают более легкое проникновение индентора.

Диапазон значений твердости по шкале твердости Shore D

Шкала твердости по Шору D выводит значения от 0 до 100. Более высокие значения обозначают более твердые материалы и большую устойчивость к вдавливанию. Материал считается очень мягким, если его показатель по Шору D равен 0.

Для каких целей используется шкала Shore D?

Твердость материалов можно сравнить на основе их рейтинга Shore D. Вот несколько примеров предметов или веществ, которые обычно измеряются по шкале Shore D:

1. Термопластичные полиуретаны (ТПУ). Во многих продуктах, включая обувь, автомобильные детали и медицинское оборудование, используются ТПУ. Относительную твердость ТПУ обычно сравнивают по шкале Shore D.
2. Акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС): АБС — это термопластичный полимер, используемый для изготовления деталей автомобилей, бытовой техники и игрушек. Шкала Shore D используется для оценки качества АБС.
3. Поликарбонат (ПК): ПК представляет собой термопластичный полимер, используемый в широком спектре продуктов, включая автомобильные детали, медицинское оборудование и линзы для очков. Твердость ПК обычно измеряют по шкале Shore D.
4. Полиэтилентерефталат (ПЭТ): ПЭТ — это термопластичный полимер, используемый для изготовления бутылок для напитков, пищевых контейнеров и упаковочных материалов. Твердость ПЭТФ оценивают по шкале Shore D.

Какие типы материалов тестируются с использованием ASTM D2240?

Продукты и материалы, которые обычно тестируются по стандарту ASTM D2240, включают:

1. Термопластичные эластомеры. Эта группа материалов обладает чертами, общими как для эластомеров, так и для термопластов. Они обладают эластичностью, аналогичной вулканизированной резине, но их также можно расплавлять и формовать заново, как термопласты.
2. Вулканизированная резина: этот вид резины подвергается химическому процессу вулканизации, который включает в себя нагревание и добавление серы для повышения ее эластичности, прочности на растяжение и долговечности. Обычно он применяется в таких товарах, как шины, шланги и уплотнения.
3. Эластомерные материалы: это материалы, способные растягиваться, а затем возвращаться к своим первоначальным размерам после освобождения. Чтобы обеспечить плотное и надежное прилегание, они часто используются в таких товарах, как прокладки, уплотнения и уплотнительные кольца. Примерами являются неопрен, силикон и полиуретан.

Стандарт ASTM D2240 охватывает методы испытаний на твердость типов A, D и M.

Не рекомендуется сравнивать результаты этого метода с результатами других методов определения твердости при вдавливании; другие методы используют другие инструменты и дают результаты, которые будут казаться несовместимыми с результатами типов A, D и M.

Примеры эталонов по шкале Shore D

Твердость таких материалов, как пластмассы, каучуки и эластомеры, оценивается по шкале Shore D. Шкалы твердости по Шору упрощают сравнение материалов, которое в противном случае было бы трудно сравнить напрямую.

Вы можете использовать приведенную ниже таблицу дюрометра, чтобы получить приблизительное представление о различных значениях твердости по Шору D.

1. Shore D-40: Обложка книги в твердом переплете
2. Шор Д-50: Мяч для гольфа
3. Шор Д-60: Поворотное колесо
4. Shore D-70: Деревянная линейка
5. Shore D-80: Корпус компьютера
6. Берег D-90: Кость

Часто задаваемые вопросы

Может ли шкала твердости по Шору D измерять резиновые шины?

Да, резиновые шины можно измерить по шкале Shore D. На самом деле, эта шкала была создана специально для оценки ударной вязкости таких материалов, как твердые пластмассы и резины. Автомобильные шины, как правило, стоят около 70.

Является ли шкала твердости по Шору D стандартом ASTM?

Да, ASTM поддерживает стандарт для шкалы твердости по Шору D. Стандартный метод испытания свойств резины ASTM D2240-15 — твердость по дюрометру описывает процедуры измерения твердости материалов с использованием шкалы Shore D. Этот стандарт широко используется в отраслях, связанных с производством резины и пластмасс.

Шор D тверже, чем Шор А?

Да, Shore D тверже, чем Shore A. Shore A предназначен для более мягких материалов, тогда как Shore D измеряет твердость более твердых материалов. Выходные значения обоих стандартов варьируются от 0 до 100, но шкалы не идентичны.

В чем разница между шкалой твердости по Шору D и шкалой твердости по Шору А?

Шкалы Shore A и Shore D различаются диапазонами твердости, в которых они могут применяться. Шкала Shore A, которая колеблется от 0 до 100, оценивает твердость более мягких эластомеров, таких как невулканизированная резина.

Шкала Шора D, в которой используется другая шкала от 0 до 100, измеряет твердость более твердых пластиков. Оба производят измерения, вдавливая подпружиненный индентор в материал с определенной силой. Затем измеряется глубина вмятины и сравнивается с соответствующей таблицей значений.

Shore A и D отличаются величиной приложенного усилия, формой наконечника индентора и шкалой выходных значений. Вы должны знать, что шкалы твердости по Шору не оценивают фактические физические свойства материала, такие как прочность на растяжение или сопротивление сжатию.

В этой статье представлена ​​шкала твердости по Шору D, объясняется, что это такое, и обсуждаются различные отрасли промышленности, которые используют эту шкалу для испытаний.