ГОСТ 20403-75
(СТ СЭВ 1970-79)

Группа Л69

     
     
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

     
     
РЕЗИНА

     
Метод определения твердости в международных единицах (от 30 до 100 IRHD)

     
Rubber. Method for determination of hardness in international units (30 to 100 IRHD)

     
     
ОКСТУ 2509

Срок действия с 01.01.81
до 01.01.96*
______________________________
* Ограничение срока действия снято
по протоколу N 5-94 Межгосударственного Совета
по стандартизации, метрологии и сертификации.
(ИУС N 11/12, 1994 год). - Примечание .

     
     
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

     
     1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством химической и нефтеперерабатывающей промышленности СССР
     
     РАЗРАБОТЧИКИ
     
     Ю.Л.Морозов, д-р техн. наук; Е.Е.Ковалева; М.Е.Вараксин, канд. техн. наук; А.М.Кучерский, канд. техн. наук; Т.Н.Васильева; Л.К.Любавская; Т.П.Федулова; Б.М.Чаусова
     
     2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 06.01.75 N 11
     
     3. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 1970-79
     
     4. Стандарт соответствует ИСО 48-79
     
     5. ВЗАМЕН ГОСТ 13331-67
     
     6. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
     

     
     
     7. Срок действия продлен до 01.01.96 Постановлением Госстандарта СССР от 28.06.90 N 1994
     
     8. ПЕРЕИЗДАНИЕ (декабрь 1991 г.) с Изменениями N 1, 2, утвержденными в июне 1981 г., июне 1990 г. (ИУС 8-81, 10-90)
     
     
     Настоящий стандарт устанавливает метод определения твердости резин от 30 до 100 международных единиц IRHD.
     
     Сущность метода заключается в измерении разности между глубиной погружения индентора в образец под действием предварительной и общей нагрузок. В зависимости от размера образцов испытания проводят на твердомере или микротвердомере. Дополнительные сведения по применению метода приведены в справочном приложении.
     
     

1а. МЕТОД ОТБОРА ОБРАЗЦОВ

     
     1a.1. Образцы для испытаний должны соответствовать требованиям ГОСТ 269-66.
     
     1a.2. Верхняя и нижняя поверхности образцов должны быть плоскими и параллельными друг другу.
     
     Разность между максимальной и минимальной толщиной образца не должна превышать 0,2 мм.
     
     1а.3. Толщина образцов для испытания на твердомере должна быть 8-10 мм. Допускается применять образцы толщиной не менее 4 мм, при этом толщину образцов и предельное отклонение на толщину образцов следует указывать в нормативно-технической документации на конкретную продукцию и методы ее испытания.
     
     Для получения требуемой толщины допускается наложение двух образцов, если они имеют плоские параллельные поверхности.
     
     (Измененная редакция, Изм. N 2).
     
     1a.4. Толщина образцов для испытаний на микротвердомере должна быть (2,0±0,5) мм.
     
     Допускается применять образцы толщиной не менее 1 мм, при этом толщину образца и предельное отклонение на толщину следует указывать в нормативно-технической документации на конкретную продукцию и методы ее испытаний.
     
     1а.5. Испытания проводят на одном образце.
     
     Разд.1а. Введен дополнительно, Изм. N 1.
     
     

1. АППАРАТУРА

     
     1.1. Твердомер и микротвердомер должны иметь следующие основные части:
     
     индентор в виде шара или стержня с полушаровой поверхностью на конце;
     
     устройство для приложения к индентору предварительной и общей нагрузок. Общая нагрузка представляет собой сумму предварительной и основной нагрузок. Предварительная нагрузка определяется силовым воздействием на образец массы индентора, связанных с ним деталей и усилия, создаваемого индикатором;
     
     устройство для измерения глубины погружения индентора, шкала которого должна быть градуирована в международных единицах твердости резины IRHD или в метрических единицах длины (0,01 мм);
     
     плоская лапка для прижима образца, перпендикулярная к оси индентора. Лапка должна иметь отверстие в центре для прохождения индентора;
     
     устройство, обеспечивающее вибрацию узла установки индентора и предназначенное для устранения трения. Устройство можно не применять в приборах, в которых трение устранено.
     
     Параметры твердомера приведены в табл.1.
     
     

Таблица 1

     
     
     Параметры микротвердомера приведены в табл.1а.
     
     

Таблица 1а

     
     Примечание к табл.1 и 1a.
     
     Приборы, изготовленные до 01.12.92, могут иметь нагрузки, указанные в скобках.
     
     
     (Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
          
     1.2. Толщиномер индикаторный по ГОСТ 11358-89 с ценой деления 0,01 мм.
     
     1.3. Секундомер механический или другое средство измерения времени с погрешностью не более 1 с.
     
     1.2-1.3. (Измененная редакция, Изм. N 1).
     
     1.4. Термометр жидкостный стеклянный ГОСТ 28498-90 с диапазоном температуры от 0 до 100 °С с допускаемой погрешностью измерения не более ±1 °С или термометры другого типа с соответствующими диапазоном и погрешностью.
     
     (Введен дополнительно, Изм. N 2).
     
     Разд.2. (Исключен, Изм. N 1).
     
     

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

     
     3.1. Испытания проводят не ранее, чем через 16 ч и не позднее, чем через 28 сут после вулканизации.
     
     Допускается проводить испытания через другие промежутки времени, указанные в нормативно-технической документации на конкретную продукцию.
     
     3.2. Перед испытанием образцы кондиционируют при температуре (23±2) °С не менее 3 ч, при этом образцы должны быть защищены от воздействия прямых солнечных лучей.
     
     (Измененная редакция, Изм. N 2).
     
     3.3. Испытания проводят при температуре кондиционирования.
     
     3.4. Образец помещают на плоский предметный стол прибора и включают вибратор, если он имеется.
     
     3.5. При испытании на твердомере расстояние от края образца до точки измерения должно соответствовать приведенному в табл.3.
     
      Для образцов, толщина которых не приведена в табл.3, расстояние от точки измерения до края образца определяют интерполяцией,
     
     При испытании на микротвердомере расстояние от края образца до точки измерения должно быть не менее 2 мм.
     
     

Таблица 3*

     
мм

_______________
     * Табл.2 исключена.
     
     
     3.6. Прижимной лапкой прижимают образец к поверхности предметного стола, опускают индентор до соприкосновения шара с образцом и выдерживают в течение 5-8 с под действием предварительной нагрузки.
     
     3.6.1. Если шкала глубины погружения индентора градуирована в единицах IRHD, то по истечении указанного периода действия предварительной нагрузки шкалу устанавливают на 100 и сразу прикладывают основную нагрузку плавно без удара. Через (30±2) с после действия общей нагрузки отмечают показание по шкале, которое является результатом измерения твердости в выбранной точке образца.
     
     3.6.2. Если шкала устройства для измерения глубины погружения индентора градуирована в метрических единицах длины, то по истечении указанного в п.3.6 периода действия предварительной нагрузки, шкалу устанавливают на нуль и сразу прикладывают основную нагрузку, проводя далее измерение по п.3.6.1.
     
     Допускается после действия предварительной нагрузки не устанавливать стрелку на нуль, а отмечать показание по шкале и вычесть его из значения, отмеченного по шкале после действия общей нагрузки.
     
     3.7. Проводят по одному измерению не менее, чем в трех точках, в разных местах образца. При применении прибора с одновременным измерением твердости в трех точках проводят одно измерение.
     
     Разд.3. (Измененная редакция, Изм. N 1).
     
     

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

     
     4.1. Если шкала градуирована в единицах IRHD, за величину твердости принимают показание по шкале прибора.
     
     4.2. Если шкала градуирована в 0,01 мм, то глубину погружения индикатора, установленную по п.3.6.2, при испытании на твердомере переводят в твердость IRHD по табл.4, а при испытании на микротвердомере - умножают на коэффициент 6,00 и полученное значение переводят в твердость IRHD по табл.4.
     
     

Таблица 4

Перевод значений в международные единицы твердости

     
     
     4.3. За результат испытания принимают среднее арифметическое или медиану всех измерений в единицах IRHD, округленные до целого числа. При проведении арбитражных испытаний за результат принимают среднее арифметическое значение всех измерений в единицах IRHD, округленное до целого числа. Пример определения медианы приведен в приложении.
     
     (Измененная редакция, Изм. N 2).
     
     4.4. При применении прибора с одновременным измерением твердости в трех точках и автоматическим усреднением результатов за величину твердости образца принимают показание прибора в международных единицах твердости, округленное до целого числа.
     
     Если шкала устройства для измерения глубины погружения инденторов градуирована в 0,01 мм, то глубину погружения, которую показывает устройство, переводят в твердость по табл.4 и округляют до целого числа.
     
     4.5. Результаты испытаний сравнимы для образцов одинаковой толщины, изготовленных одним способом, содержащих одинаковое число слоев и испытанных на приборе одного типа - твердомере или микротвердомере.
     
     4.6. Результаты испытаний оформляют протоколом, в котором должны быть указаны:
     
     дата испытания;
     
     условное обозначение резины;
     
     режим и дата вулканизации;
     
     вид испытуемой поверхности (формованная, шлифованная и т.д.);
     
     толщина образца и количество слоев, из которых он состоит;
     
     тип прибора (твердомер или микротвердомер);
     
     показания прибора для каждого измерения;
     
     обозначение настоящего стандарта.
     
     Вид испытуемой поверхности, толщину образца, количество слоев, из которых он состоит, в протокол не включают, если они приведены в нормативно-технической документации на резины и методы их испытаний.
     
     Разд.4. (Измененная редакция, Изм. N 1).
     
     

ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное

     
Дополнительные сведения по применению метода

     
     1. Метод определения твердости предусматривает применение твердомера для испытания относительно толстых образцов и микротвердомера для испытания более тонких образцов.
     
     Твердомеры и микротвердомеры могут быть использованы также для испытания изделий по методике, утвержденной в установленном порядке, применительно к конкретному виду изделия.
     
     Результаты определения твердости на образцах и изделиях не сопоставимы.
     
     Параметры микротвердомера уменьшены по сравнению с параметрами твердомера таким образом, что при испытании образцов толщиной 8-10 мм на твердомере и образцов толщиной 2 мм на микротвердомере получаются приблизительно одинаковые результаты. Шкала твердости выбрана так, что нуль соответствует твердости материала с модулем упругости, равным нулю, а 100 - твердости материала с модулем упругости, равным бесконечности. Кроме того, в пределах большей части диапазона твердости выполняются следующие условия:
     
     для резин средней твердости одна международная единица твердости соответствует приблизительно одинаковой в пропорциональном отношении разнице в модуле упругости;
     
     для высокоэластичных резин значения твердости в международных единицах и по Шору А близки между собой.
     
     Зависимость глубины проникновения индентора от твердости IRHD основана на:
     
     зависимости между глубиной проникновения индентора в резину и модулем упругости, вычисляемой по формуле
     

,

     
где  - сила, Н;
     
      - модуль Юнга, МН/м;
     
      - радиус шара, мм;
     
      - глубина проникновения индентора, 0,01 мм.
     
     Эта формула приблизительна и хорошо выполняется для высокоэластичных изотропных материалов, например, хорошо свулканизованных резин на основе натурального каучука;
     
     применении вероятностной кривой (интегрированная зависимость нормального распределения ошибок), связывающей  и твердость в единицах IRHD (чертеж). В точке перегиба =0,364, а максимальный наклон равен 57 единиц IRHD на единицу увеличения .
     

Зависимость твердости резины от модуля упругости

     
     2. Медиана - число с порядковым номером  для нечетного количества чисел, расположенных в порядке возрастания; среднее арифметическое чисел с порядковыми номерами  и  для четного количества чисел, расположенных в порядке возрастания.
     
     Пример. Для нечетного количества чисел 71, 72, 69, расположенных в порядке возрастания 69, 71, 72, где =3, медианой является число с порядковым номером , т.е. 71.
     
     Для четного количества чисел 71, 72, 68, 69, расположенных в порядке возрастания 68, 69, 71, 72, где =4, медианой является среднее арифметическое чисел с порядковыми номерами  и , т.е. 69 и 71. Медиана равна их среднему арифметическому, т.е. 70.
     
     (Измененная редакция, Изм. N 2).
     
     
     
Текст документа сверен по:
официальное издание
М.: Издательство стандартов, 1992