VDI VDE 2616 Blatt 2-2014 Hardness testing of plastics and elastomers.pdf

1、VEREINDEUTSCHERINGENIEUREVERBAND DERELEKTROTECHNIKELEKTRONIKINFORMATIONSTECHNIKHrteprfung an Kunststoffen und ElastomerenHardness testing of plastics andelastomersVDI/VDE 2616Blatt 2 / Part 2Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI/VDE-Handbuch FertigungsmesstechnikVDI-Handbuch Kunststofftechni

2、kVDI-Handbuch Produktionstechnik und Fertigungsverfahren, Band 2: FertigungsverfahrenVDI-Handbuch WerkstofftechnikVDI/VDE-RICHTLINIEN ICS 83.060, 83.080.01, 83.140.01 Juli 2014 July 2014Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3、 . . 21 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . 32 Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Prinzip der Hrteprfung. . . . . . . . . . . . 45 Hrteprfverfahren fr Kunststoffe und Elastomere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65.

4、1 Verfahrens- und gerteunabhngige Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . . 95.2 Genormte Hrteprfverfahren. . . . . . . . 105.3 Nicht genormte Prfverfahren . . . . . . . 105.4 Prfverfahren fr weichelastische Schaumstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . 116 Auswahl eines Hrteprfverfahrens. . . . .

5、. 117 Einflsse auf die Ergebnisse der Hrteprfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 Hrtebereiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 Umwertung von Hrteprfergebnissen . . . . 1210 Probenvorbereitung . . . . . . . . . . . . . . 1310.1 Probenherstellung . . . . . . . . . . . . 1310.2 Probenbea

6、rbeitung . . . . . . . . . . . . 1310.3 Probenfixierung zur Prfung . . . . . . . 1310.4 Konditionierung . . . . . . . . . . . . . 1311 Kalibrierung von Hrteprfgerten . . . . . 14Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

7、 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Terms and definitions . . . . . . . . . . . . . 33 General principles . . . . . . . . . . . . . . . 34 Principle of hardness testing . . . . . . . . . 45 Hardness test methods for plastics and elastomers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65.1

8、 Requirements not related to method or equipment . . . . . . . . . . . . 95.2 Standardized hardness test methods . . . . 105.3 Non-standardized test methods . . . . . . . 105.4 Test methods for soft elastic foam . . . . . 11 6 Selection of a hardness test method . . . . . 117 Factors influencing the

9、 results of hardness testing . . . . . . . . . . . . . . . . 118 Hardness ranges . . . . . . . . . . . . . . . . 129 Conversion of hardness test results . . . . . 1210 Test piece preparation . . . . . . . . . . . . 1310.1 Creation of a test piece. . . . . . . . . . 1310.2 Test-piece machining . . .

10、. . . . . . . 1310.3 Mounting the test piece for testing . . . 1310.4 Conditioning . . . . . . . . . . . . . . . 1311 Calibration of hardness testing instruments 14Vervielfltigung auchfr innerbetrieblicheZwecke nichtgestattet / Reproduction evenfor internal use not permittedZubeziehen durch /Availab

11、leatBeuth Verlag GmbH,10772 Berlin Alle Rechtevorbehalten /All rights reserved Verein Deutscher Ingenieuree.V., Dsseldorf 2014Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version of this standard shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the En

12、glish trans-lation. VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik (GMA)Fachbereich FertigungsmesstechnikFrhereAusgaben: 04.00; 12.12 Entwurf, deutsch Former editions: 04/00; 12/12Draft, in German onlyB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCAB7EF89D9NormCD - Stand 2014-07Alle Rechte vorbehalten

13、 Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2014 2 VDI/VDE 2616 Blatt 2 / Part 2Seite12 Darstellung der einzelnen Verfahren . . . . 1412.1 Kugeldruckhrte H . . . . . . . . . . . 1512.2 Shore A, D, A0, AM . . . . . . . . . . 2212.3 Kugeldruckhrte IRHD-N, -L, -H . . . 34 12.4 Kugeldruckhrte IRHD-M .

14、. . . . . . 3812.5 Totlasthrteskala VLRH . . . . . . . . 4212.6 Hrteprfung nach Rockwell (Skalen R, L, M, E, K) . . . . . . . . . 4512.7 -Rockwellhrte . . . . . . . . . . . . 4912.8 Barcolhrte . . . . . . . . . . . . . . . 5012.9 Eindruckwiderstand nach Buchholz . . 5512.10 Vickershrte HV . . . . .

15、. . . . . . . 5812.11 Knoophrte HK. . . . . . . . . . . . . 6212.12 Martenshrte HM und Eindringhrte HIT. . . . . . . . . . . . 6612.13 Pusey- auerdem sind hier die Vor- und Nachteile der Verfahren dargestellt. Dadurch ist eine schnelle In-formation ber die Leistungsfhigkeit der einzelnen Verfahren m

16、glich, und es wird die Auswahl eines geeigneten Prfverfahrens fr eine bestimmte Prfaufgabe erleichtert. Diese Richtlinie ergnzt die Normen der Hrteprfung. Soweit bei einigen Prf-verfahren mehrere Normen angegeben sind, ist zu be-achten, dass im Detail Unterschiede mglich sind, die das Prfergebnis be

17、einflussen knnen.In die Darstellung sind einbezogen: genormte Hrteprfverfahren nicht genormte Hrteprfverfahren, die breiten Zugang zur Prfpraxis gefunden haben2 BegriffeFr die Anwendung dieser Richtlinie gelten die Be-griffe in Tabelle 2a, Tabelle 3 bis Tabelle 17 in Abschnitt 12 und der folgende Be

18、griff:Technische HrteWiderstand eines Werkstoffs gegen das Eindringen eines hrteren Krpers.Anmerkung: Die technische Hrte ist eine Kenngre zur Be-schreibung eines Werkstoffs bzw. Werkstoffzustands.3 GrundlagenDie Richtlinie ergnzt die fr die Hrteprfung an Kunststoffen und Elastomeren bestehenden Nor

19、men. Bei der Anwendung der Verfahren sind die Normen in der jeweils gltigen Fassung zu beachten.This standard provides the clearest and most com-plete overview possible of test methods and makes it easier to select a suitable test method. For this reason the essential information is summarized in th

20、e form of diagrams and tables. The explanatory matter has been restricted to what is absolutely necessary. To fa-cilitate comparison of the various test methods, terms and units have been used in a standardized way in Part 1 and Part 2 of this series of standards.A catalogue of all available parts o

21、f this series of standards can be accessed on the Internet at www.vdi.de/2616.1 ScopeThis standard provides an overview of the methods used for testing the hardness of plastics and elastom-ers. The individual methods are each given a brief de-scription. The supplementary information contains informa

22、tion about special aspects of the methods, and the advantages and disadvantages of the methods are also covered here. This means that information about the capabilities of the individual methods can be ac-cessed quickly and selecting a suitable test method for a particular testing task is facilitate

23、d. This stand-ard is additional to other standards of hardness test-ing. Where several standards are mentioned in asso-ciation with some of the test methods, it should be noted that differences at the detailed level are possi-ble which could affect the test result.The descriptions include: standardi

24、zed hardness test methods non-standardized hardness test methods which have found wide application in practice2 Terms and definitionsFor the purposes of this standard, the terms and defi-nitions in Table 2a, Table 3 to Table 17 in Section 12 and the following term and definition apply:Technical hard

25、nessResistance of a material against penetration by a harder indentor.Note: Technical hardness is a characteristic parameter for describ-ing a material or the condition of a material.3 General principlesThis standard serves as a supplement to the existing standards for the hardness testing of plasti

26、cs and elas-tomers. In applying the methods, reference should be made to the latest version of the standards.B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCAB7EF89D9NormCD - Stand 2014-07Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2014 4 VDI/VDE 2616 Blatt 2 / Part 2There are no unifor

27、m definitions in the hardness test-ing standards for the symbols used for technical hard-ness.The symbols and definitions used in this standard are shown in Table 1. Where possible, standardized symbols have been used here. In other cases abbreviated designations have been used which comply with acc

28、epted technical usage.4 Principle of hardness testingHardness testing is based on the plastic and/or elastic deformation of the material to be tested which is caused by an indenter and measurement of the inden-tation thus created or of any other suitable response of the material.Hardness cannot be m

29、easured directly. It is derived from primary measured variables (for example, test force, indentation depth). Depending on the testing method, the hardness value is determined: from the test force and a geometric variable char-acterizing the hardness indentation, such as inden-tation depth solely by

30、 a length characterizing the hardness in-dentation by a different material response, such as scratcha-bilityHardness test results cannot be compared unless the identical test method was used and there is compli-ance with all test parameters. Unambiguous hardness values will be obtained in conjunctio

31、n with the fol-lowing specifications: definition of the hardness value geometry and material of the indenter magnitude and dwell time of the test force and also how it is applied condition of the test pieceFormelzeichen fr die technische Hrte sind in den Normen zur Hrteprfung nicht einheitlich festg

32、e-legt.Die in dieser Richtlinie verwendeten Formelzeichen und Benennungen sind in Tabelle 1 zusammenge-stellt. Dabei wurden, soweit mglich, genormte For-melzeichen bernommen.In anderen Fllen wurden, dem fachlichen Sprachge-brauch folgend, Kurzzeichen gewhlt.4 Prinzip der HrteprfungDie Hrteprfung ber

33、uht auf der plastischen und/oder elastischen Verformung des zu prfenden Werkstoffs durch einen Eindringkrper und der Messung des er-zeugten Prfeindrucks oder einer anderen geeigneten Werkstoffantwort.Die Hrte kann nicht direkt gemessen werden. Sie wird aus primren Messgren (z. B. Prfkraft, Ein-dring

34、tiefe) abgeleitet. Der Hrtewert wird je nach Prfverfahren bestimmt: aus der Prfkraft und einer den Hrteeindruck kennzeichnenden geometrischen Gre, z. B. Ein-dringtiefe allein durch eine den Hrteeindruck charakterisie-rende Lnge durch eine andere Werkstoffantwort, z. B. Ritzbar-keitDie Vergleichbarke

35、it von Hrteprfergebnissen ist nur fr ein und dasselbe Prfverfahren bei Einhaltung aller Versuchsparameter gegeben. Eindeutige Hrte-werte erhlt man in Verbindung mit folgenden Festle-gungen: Definition des Hrtewerts Geometrie und Werkstoff des Eindringkrpers Gre und Einwirkdauer der Prfkraft sowie di

36、e Art ihrer Aufbringung Beschaffenheit der ProbeB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCAB7EF89D9NormCD - Stand 2014-07All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2014 VDI/VDE 2616 Blatt 2 / Part 2 5 Tabelle 1. Formelzeichen und Kurzzeichen fr Hrteprfverfahrena) Relevante Formelzeic

37、hen sind in den Normen definiert. Im Folgenden werden diese Formelzeichen ohne weitere Definition verwen-det.Name der Hrte Kurzzeichenfr die HrteVerfahrenbeschriebenin TabelleFr das Verfahren geltende Norma)in der zugehrigen Norm in VDI/VDE 2616 Blatt 2Kugeldruckhrte H H 2 DIN EN ISO 2039-1Shore-Hrt

38、e Shore A (als Kurzzeichen)Shore A (als Kurzzeichen)3 DIN EN ISO 868 DIN ISO 7619-1 ISO 7267-2 DIN ISO 48 ASTM D 2240Shore D (als Kurzzeichen)Shore D (als Kurzzeichen)4 DIN EN ISO 868 DIN ISO 7619-1 ISO 7267-2 DIN ISO 48 ASTM D 2240Shore A0 (als Kurzzeichen)Shore A0 (als Kurzzeichen)5 DIN ISO 7619-1

39、 ASTM D 2240Shore AM (als Kurzzeichen)Shore AM (als Kurzzeichen)6 DIN ISO 7619-1 ASTM D 2240Kugeldruckhrte von weichen ElastomerenInternationaler Gummihrtegrad fr Teilbereich weich“ fr Teilbereich normal“IRHDIRHDIRHD-weichIRHD-normal (Zustze weich“ u. normal“ zwecks eindeutiger Zuordnung zum angewen

40、deten Prfverfahren)7 DIN EN ISO 48Kugeldruckhrte von weichen ElastomerenInternationaler GummihrtegradIRHD IRHD-mikro (Zusatz mikro“ zwecks eindeutiger Zuordnung zum angewendeten Prfverfah-ren)8 DIN EN ISO 48RockwellhrteSkalen R, L, M, E oder Kkein Kurzzeichen HRR und HRL in Anlehnung an DIN EN ISO 6

41、508-1; HRM, HRE und HRK entspre-chend DIN EN ISO 6508-110 ASTM D 785 Verfahren A-Rockwellhrte kein Kurzzeichen HR in Analogie zu Verfahren A (Tabelle 7)11 ASTM D 785 Verfahren BBarcolhrte kein Kurzzeichen Barcol (als Kurzzeichen)12 DIN EN 59Eindruckwiderstand nach Buchholzkein Kurzzeichen Buchholz (

42、als Kurzzeichen)13 DIN EN ISO 2815Vickershrte HV HV (in Anlehnung an die fr Metalle geltende DIN EN ISO 6507-1)14 DIN EN ISO 6507-1Knoophrte (hardness number)KHN HK (in Anlehnung an DIN EN ISO 4545)15 ASTM D 1474Martenshrte HM HM 16 DIN EN ISO 14 577-1Eindringhrte HIT HIT 16 DIN EN ISO 14 577-1B55EB

43、1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCAB7EF89D9NormCD - Stand 2014-07Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2014 6 VDI/VDE 2616 Blatt 2 / Part 25 Hrteprfverfahren fr Kunststoffe und ElastomereDie meisten der in dieser Richtlinie beschriebenen Hrteprfverfahren sind in Bild 1a u

44、nd Bild 1b dargestellt, weitere Prinzipdarstellungen knnen den Tabellen in Abschnitt 12 entnommen werden.5 Hardness test methods for plastics and elastomersMost of the hardness test methods described in this standard can be seen in Figure 1a and Figure 1b while additional schematic presentations may

45、 be found in the tables in Section 12.Table 1. Symbols and abbreviated designations for hardness test methodsa) Relevant symbols are defined in the standards. In the following, these symbols are used without further definition.Name of hardness Abbreviated designation for the hardness Method describe

46、d in TableApplicable standard for the methoda)in the associated standardin VDI/VDE 2616 Part 2Ball indentation hardness H H 2 DIN EN ISO 2039-1Shore hardness Shore A (as abbreviated designation)Shore A (as abbreviated designation)3 DIN EN ISO 868 DIN ISO 7619-1 ISO 7267-2 DIN ISO 48 ASTM D 2240Shore

47、 D (as abbreviated designation)Shore D (as abbreviated designation)4 DIN EN ISO 868 DIN ISO 7619-1 ISO 7267-2 DIN ISO 48 ASTM D 2240Shore A0 (as abbreviated designation)Shore A0 (as abbreviated designation)5 DIN ISO 7619-1 ASTM D 2240Shore AM (as abbreviated designation)Shore AM (as abbreviated desi

48、gnation)6 DIN ISO 7619-1 ASTM D 2240Ball indentation hardness of soft elastomersInternational Rubber Hard-ness Degree for “soft” range for “normal” rangeIRHDIRHDIRHD-softIRHD-normal (additions “soft” and “normal” to permit unam-biguous assignment to the test procedure used)7 DIN EN ISO 48Ball indent

49、ation hardness of soft elastomersInternational Rubber Hardness DegreeIRHD IRHD-micro (addition “micro” to permit unambiguous assign-ment to the test procedure used)8 DIN EN ISO 48Rockwell hardnessR, L, M, E or K scalesno abbreviated designationHRR and HRL based on DIN EN ISO 6508-1; HRM, HRE and HRK corre-sponding to DIN EN ISO 6508-110 ASTM D 785 Procedure A-Rockwel