廈門SGS ASTM D3763多軸向沖擊測試簡介

   （咨詢電話：0592-5773013 E-mail:rocket.Chen@sgs.com 陳工）

關鍵詞：ISO 6603-2:2000、ASTM D3763-15、多軸沖擊測試、NF EN ISO 6603-2-2000 塑料的硬質塑料多軸向沖擊性能的測定、高速穿刺沖擊試驗、塑料的強度特性、韌性特性、剛度特性、能量吸收特性

WHY對于汽車和航空航天行業而言，為確保安全性，在開發過程中會著重考察用于內外飾生產的塑料材料的常溫和高低溫韌性，以避免高分子部件在碰撞過程中產生碎片，危及駕乘人員的安全。

多軸沖擊試驗是一種能用于表征材料韌性的方法，用來檢驗內外飾材料在受到強大沖擊力或破壞力時的表現。其實驗結果相當于缺口沖擊與面沖擊的結合。缺口沖擊常用的方法有簡支梁和懸臂梁兩種，此測試主要用于表征材料吸收能量的能力；面沖擊實際上就是落球沖擊，主要用來衡量材料抵抗破壞的能力。W 多軸沖擊測試？

以下根據現行的基本多軸沖擊標準ISO 6603-2:2000、ASTM D3763-15簡要介紹一下具體的測試原理、樣品的破壞類型及測試過程中的影響因素。

2、實驗原理

多軸沖擊試驗可以確定材料的低溫脆性溫度，同時也能比較不同材料的性能。在實際測試中，要根據產品的功能要求選擇對應的材料試驗溫度，用高速行駛的落錘沖擊材料樣板，根據設備采集的曲線以及材料樣板的斷裂方式來確定材料在此溫度和速度下的沖擊韌性。

3、樣品的損壞類型

材料的斷裂面有韌性斷裂和脆性斷裂兩種形態，其中韌性斷裂隨裂口的不同其延展度分為多種情況，脆性斷裂隨沖擊部位的不同其斷裂形態也存在多種情況。按照IS0 6603標準的描述，判斷材料脆性斷裂和韌性斷裂的方式主要有4種—YD、YS、YU和NY。

YD型斷裂方式在曲線圖中表現為有明顯的屈服點，斷裂表面有整體深度一致的延展，擊穿孔只有一圈裂紋；

YS型斷裂方式在曲線圖中表現為有明顯的屈服點，斷裂表面有穩定但不一致的延展性，可均勻區分，擊穿孔有不重復的兩圈裂紋；

YU型斷裂方式在曲線圖中表現為有明顯的屈服點，斷裂表面有不穩定延性斷裂，可能有延性斷裂的部分，擊穿孔有不重復的兩圈裂紋或者擊穿部位發生不穩定的無延展性斷裂，有明顯裂紋但未與樣板間脫落；

NY型斷裂方式表現為無屈服。

4、多軸沖擊試驗的影響因素

從試驗的結果分析來看，影響多軸沖擊試驗的因素主要有以下幾個：測試溫度、沖擊速度、錘頭直徑、落錘總重量、錘頭潤滑程度、樣板厚度和材料種類等。

1）測試溫度

根據零件使用的環境，內飾材料一般考察的溫度為常溫23℃和低溫-20℃、-30℃以及-35℃共4個溫度工況，外飾材料一般考察常溫23℃的工況。測試溫度越低，材料韌性越差，樣板吸收的能量越低，其表面的斷裂形態越差。

2）沖擊速度

沖擊速度代表落錘與材料樣板接觸時的行駛速度。根據ISO 6603標準，針對一般韌性材料，常溫下的沖擊速度通常選擇4.4m/s；根據ASTM D3763標準則選擇6.6m/s，脆性材料可選擇1m/s。值得一提的是，4.4m/s及以下速度可由落錘自由落體實現，也可由機器控制勻速下降，但6.6m/s或更大的速度只能由機器控制。沖擊速度的選擇以落錘沖穿樣板后的速度衰減在20%以內為最佳。而根據F=mv， 沖擊速度越大，樣板受到沖擊的瞬間作用力越大，其表面的斷裂形態越差。

3）錘頭直徑

對于同種材料樣板的測試，在沖擊速度和測試溫度一致時，采用10mm直徑的錘頭時，樣板的斷裂狀態比采用20mm直徑錘頭時好。

4）落錘總重量

對于同種材料樣板的測試，在沖擊速度和測試溫度一致時，根據 F=mv ，落錘總重量越大，樣板受到沖擊的瞬間作用力越大，其表面的斷裂形態越差。因此在選擇落錘重量時，既要保證選擇的錘頭能將樣板擊穿，也要保證樣件的擊穿狀態為最佳。若不能沖穿，則需增加落錘總重量。一般，改性PP材料的落錘總重量選擇在11 kg以上；ABS、PC等材料需選擇更大的落錘配重。

5）錘頭潤滑程度

錘頭潤滑后會降低錘頭與樣板間的摩擦力，若不潤滑錘頭，會降低樣板在被擊穿過程中吸收的能量，使曲線圖發生變化。

6）樣板厚度

同種材料的樣板越厚，擊穿時間越長，樣板吸收的總能量越高，也會對曲線圖產生影響。厚度對力值和能量非線性漸進相關。

4）材料種類

一般，PP材料吸收能量的能力比ABS、PC/ABS、PA6和PA66類的材料低。在PP材料中，脆性PP其吸收能量的能力比韌性較好的PP差。

6、相關測試標準

1）ISO 6603-2:2000; Determination of puncture impact behavior of rigid plastics; Instrumented impact testing;

2）GMW14797-2015/ISO 6603-2:2000; Painted Plastic Parts Performance Requirements;

3）GMW 14867-2011& ISO 6603-2:2000; Performance Requirements of Paints on Interior Plastic Substrates;

4）GMW14797-2015/ASTM D3763-15; Painted Plastic Parts Performance Requirements;

5）ASTM D3763-15; Standard Test Method for High Speed Puncture Properties of Plastic Using Load and Displacement;

7）FIAT 50424:2011; Falling Dart Impact Test-Rigid Plastics;

8）GM 9904P-1997; Multi-Axial Impact Test

除了高分子材料沖擊測試外，我們還能根據不同標準要求提供材料及零部件的物性、老化性能、壽命預估、重金屬、鄰苯二甲酸鹽、PAHS等方面的全方位測試服務，歡迎來電咨詢！

廈門SGS檢測中心：

電話：0592-5773013

郵箱：Rocket.Chen@sgs.com