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(1) 인장시험(ASTM D638)
시편
시험시편은 사출성형이나 압축성형으로 만들며, 시험전에 이미 설명한 D618에 의해 조절한다.
시편의 크기는 변할 수도 있지만 대개 두께는 1/8인치이며, 일반적인 모양은 아래의 그림1과 같다.
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인장시험편의 치수
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A |
B |
C |
D |
E |
F |
G |
H |
| 1호형 |
150이상 |
2.0±0.5 |
6.0±0.5 |
1.0±0.5 |
60이상 |
- |
5.0±0.5 |
115±5 |
| 2호형 |
115이상 |
2.5±1 |
3.2±2 |
6±40 |
14±01 |
25±1 |
2.5±1 |
80±5 |
| 3호형 |
110 |
45 |
6.5 |
9.5 |
25 |
3.2 |
75 |
6.5 |
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표1. 응력 변형도 곡선의 특성
| 수지의 성질 |
응력 변형도 |
곡선의 특성 |
| 탄성율 |
항복응력 |
인장강도 |
파괴점의 신율 |
| 유연하고 약함 |
낮음 |
낮음 |
낮음 |
보통 |
| 단단하고 강함 |
높음 |
높음 |
높음 |
보통 |
| 단단하고 강인함 |
높음 |
높음 |
높음 |
보통 |
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시험방법
시험시편의 양끝을 인스트론(Instron)인장 시험기의 물림쇠(jaw)에 물린다.
한쪽 물림쇠는 고정되어 있고 다른편은 움직일 수 있어서, 움직일 수 있는 물림쇠를 분당 0.05, 0.02, 0.5, 2, 20인치등의
여러가지 속도로 움직인다. (아래의 그림 2 참고)
인장시험기를 사용하여 아령모양의 시험시편을 일정한 속도와 힘으로 당겨
시험값을 얻는다.
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중요성
인장성은 어떤 재료의 강도를 표시하는 가장 중요한 척도가 되는데, 본 시험에서는 시편을 늘리는데
필요한 힘과 파괴점에서의
신율이 결정된다.
탄성율은 가해진 응력(Stress)과 변형도 (Strain)가 응력에 선비례하는 영역에서 가해진 응력이 만드는 변형도에 대한 비율이다.
탄성율은 근본적으로 경도의 척도이며, 어떤 부품을 탄성율이 측정되는 선형영역에 일치하도록 설계하려고 할때 대단히 유용한
인자가 된다.
즉, 고무와 같은 탄성이 필요한 용도에 대해서는 파괴점에서의 신율이 대단이 높으며, 딱딱한 부품의 경우에는 반대로 신율이
대단히 낮다.
그러나 신율을 적당하게 유지 함으로써 급속한 충격을 흡수하도록 설계할 수도 있다.
따라서 응력-변형곡선 이하의 면적은 충격강도를 측정하는 척도가 될수 있다.
대개의 경우 인장강도가 대단히 높고 신율이 작은 재료는 실제로 사용이 깨어지기 쉽다. 이를 정리하면 앞의 표와 같다.
(2) 굴곡강도 시험(ASTM D790)
시험방법
아래 그림 3과 같이 시편의 중심에 힘을 가해, 파괴점에서 힘을 기록하게 되는데 이 힘이 굴곡강도이다.
대부분의 열가소성 수지는 시편이 대단히 많이 변형된 후에도 파괴되지 않기 때문에굴록 강도를 얻어낼 수 없다.
이와 같은 경우에는 5% 변형도가 발생했을 때의 탄성율을 대신하여 사용한다. |
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중요성
아이조드 충격시험은 노치가 있는 시편을 표준조건에서 파괴 시키는데 필요한 에너지를 나타내며 노치의 인치(혹은 ㎝)당
ft.1b(혹은 (㎏.㎝)로 나타낸다.
참고로 위 그림에 아이조드 시편과 노치의 크기를 나타냈다.
아이조드 값은 같은 수지의 여러가지 그레이드(Grade)를 비교하는데 유용하다.
그러나 어떤 수지를 다른 수지와 비교하는데 있어서 아이조드 충격시험을 각 플라스틱의 총괄적인
질김성과 충격강도를 비교하는
대상으로 사용해서는 안된다.
왜냐하면, 어떤 수지는 노치에 민감하며 노치 작업에서 응력이 크게 집중 될 염려가 있기 때문이다.
따라서 아이조드 충격시험은 이와 같은 재료로 된 부품을 설계 할때 날카로운 예각구조를 피할 필요성의 척도가 되기도 한다.
예들 들어, 나일론과 아세탈류의 수지는 성형품으로 비교했을때에는 가장 질긴 수지에 속하나, 노치는 대단히 민감하기 때문에
아이조드 충격시험으로는 낮은 값을 기록한다. |
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