ASTM D256 Izod Impact Test: metodo, applicazioni e differenze con il Test Charpy
L’ASTM D256 Izod Impact Test, così come la prova di resilienza Charpy, rappresenta un metodo essenziale per valutare la resistenza all’impatto dei materiali.
Entrambe le prove misurano infatti la quantità di energia che un materiale può assorbire prima di fratturarsi, fornendo informazioni cruciali sulla sua tenacità. Un materiale capace di assorbire una maggiore quantità di energia prima della rottura tende a essere più duttile, mentre uno che si rompe con un’energia inferiore risulta più fragile. Questa analisi è determinante per comprendere il comportamento di un materiale sotto impatto e per definirne l’idoneità in ambito industriale e ingegneristico.
Ma quali sono le differenze tra l’ASTM D256 Izod Impact Test e la prova Charpy? E in quali contesti sono più indicati? Esaminiamo nel dettaglio le peculiarità di questa metodologia di prova e la sua rilevanza nelle applicazioni industriali.
ASTM D256 Izod Impact Test e prova Charpy a confronto
Sia l’ASTM D256 Izod Impact Test che il test Charpy sono prove di impatto che, come abbiamo visto, vengono utilizzate per quantificare la capacità di un materiale di resistere a impatti improvvisi, fornendo dati essenziali per la progettazione di componenti resistenti agli urti.
In quanto tali, entrambi i test prevedono l’uso di un pendolo – Pendolo Charpy e Izod – per colpire un provino intagliato fino alla sua rottura. L’intaglio presente sul campione ha lo scopo di concentrare la sollecitazione meccanica in un punto specifico, simulando situazioni reali in cui il materiale potrebbe subire urti o sollecitazioni improvvise. L’energia assorbita dal materiale prima della frattura viene registrata e utilizzata per la valutazione della resistenza all’impatto.
Le principali fasi del test sono:
- Preparazione del campione con un intaglio standardizzato.
- Bloccaggio in posizione fissa.
- Rilascio del pendolo, che colpisce il campione.
- Misurazione dell’energia assorbita, determinando la tenacità del materiale. I risultati sono espressi in termini di energia assorbita per unità di spessore del campione, solitamente in Joules per centimetro quadrato (J/cm²) o piedi-libbra per pollice (ft·lb/in).
Nonostante questa analogia di fondo, il metodo Izod e il test Charpy presentano differenze significative, in particolare per quanto riguarda l’orientamento del campione, il tipo di intaglio e i livelli di energia coinvolti. Questi fattori li rendono adatti a diversi materiali e ambiti di applicazione.
Nel test di impatto Izod, il campione viene posizionato verticalmente con l’intaglio rivolto verso il pendolo. Questo test utilizza esclusivamente un intaglio a V e misura la capacità del materiale di resistere a un singolo impatto ad alta energia. È particolarmente efficace per testare materiali fragili come le materie plastiche e alcuni metalli leggeri. Il pendolo oscilla verso il basso e colpisce la parte superiore del campione, registrando l’energia assorbita durante l’impatto. Il metodo normato ASTM D256 Izod Impact Test è ampiamente utilizzato in Nord America, specialmente nei settori che impiegano polimeri e plastiche tecniche.
D’altro canto, il test di impatto Charpy prevede un campione disposto orizzontalmente, con l’intaglio rivolto lontano dal pendolo. Questo test fornisce un carico energetico più concentrato e viene impiegato per valutare la quantità di energia che materiali duttili possono assorbire prima di fratturarsi. Il test Charpy è generalmente preferito per i materiali metallici, in quanto simula condizioni reali di carico più intense. È indicato per settori in cui la resistenza agli impatti ad alta energia è un criterio essenziale, come negli incidenti automobilistici o nelle infrastrutture esposte a sollecitazioni estreme.
Quindi, quando scegliere l’ASTM D256 Izod Impact Test?
Se l’obiettivo è determinare la resistenza agli urti di materiali plastici o fragili, il test Izod rappresenta la scelta ideale. Questo metodo di prova è particolarmente utile per progettare prodotti con un’elevata resistenza agli impatti, valutare le prestazioni di materiali alternativi rispetto a standard industriali, confrontare differenti polimeri per selezionare quello più adatto a specifiche applicazioni.
Se, invece, si ha la necessità di testare metalli o materiali più duttili, la prova di resilienza Charpy potrebbe risultare più adatta, soprattutto in settori che richiedono componenti con un’elevata resistenza strutturale.
Applicazioni dell’ASTM D256 Izod Impact Test e della prova di Charpy
Grazie alla sua semplicità e affidabilità, l’ASTM D256 Izod Impact Test è ampiamente utilizzato in numerosi settori industriali che trattano materiali più fragili come le plastiche, tra cui:
Industria della plastica
Per verificare la resistenza agli urti di materiali destinati alla produzione di imballaggi, componenti per elettronica e prodotti di consumo.
Automotive
Per valutare la robustezza delle parti in plastica utilizzate nei veicoli, come paraurti e cruscotti.
Settore medicale
Per testare la resistenza di materiali plastici impiegati in dispositivi medici.
Elettronica e telecomunicazioni
Per garantire la durabilità di componenti in plastica sottoposti a urti accidentali.
Parallelamente, il test di impatto Charpy è ampiamente adottato in settori che trattano materiali metallici, dove la tenacità e la resistenza meccanica sono requisiti fondamentali. Questo metodo viene utilizzato per valutare la capacità di materiali di sopportare impatti improvvisi e carichi elevati.
Industria automobilistica
Impiegato per determinare la resistenza all’impatto di componenti metallici critici, come telai e pannelli della carrozzeria, contribuendo a migliorare la sicurezza strutturale dei veicoli.
Settore aerospaziale
Essenziale per testare la resistenza agli urti di leghe metalliche utilizzate in strutture aeronautiche, dove l’integrità del materiale è determinante per la sicurezza in volo.
Ingegneria civile e costruzioni
Utilizzato per valutare la tenacità di materiali strutturali impiegati in edifici, ponti e infrastrutture, assicurando la loro capacità di resistere a carichi dinamici e condizioni ambientali critiche.
Pendolo Charpy e Izod: gamma di modelli
Specializzata nella fornitura di macchine prova materiali, di strumenti di precisione, sistemi di misura e servizi tecnici mirati alle attività di ricerca e sviluppo (R&D) e di controllo della qualità (QC) dei materiali, Amse S.r.l. propone diversi modelli di pendoli Charpy e Izod per l’esecuzione di prove d’impatto sui materiali polimerici in base al range di energia necessario (0,5J – 50 J), secondo le normative internazionali: ISO 179, ISO 180, ASTM D 256 ed altre equivalenti.
XJJD/XJUD
Interfaccia Touch Screen a bordo macchina per impostazione parametri di prova, calibrazione automatica e lettura dei risultati ottenuti a fine prova. Porta USB per esportazione dati rilevati.
Comando manuale per frenare la mazza e protezioni di sicurezza per evitare che i campioni possano accidentalmente colpire l’operatore.
Multi impact
Strumento di concezione innovativa che permette l’esecuzione di test Charpy e Izod senza la necessità per l’operatore di cambiare morsa e mazza grazie ad un design unico della morsa del supporto provini e della mazza “all in one”.
Il Multi impact è dotato di Touch Screen da 8” a bordo macchina e di porta USB per interfaccia PC.
Per garantire la sicurezza dell’operatore è previsto un guscio di protezione totale della macchina con interruttore blocco di sicurezza che impedisce lo sgancio della mazza in caso di apertura della porta. Freno della mazza manuale.
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