ABS общего назначения для литья под давлением имеет предел прочности при растяжении около 45 МПа (6 500 psi), указываемый как напряжение при растяжении при пределе текучести при 23 °C.
По неполимерным маркам данные производителей варьируются от 38 МПа для марки с очень высокой ударной вязкостью до 47 МПа. Каждая из этих цифр получена на отлитом образце для испытаний, растягиваемом при комнатной температуре, и реальная деталь в эксплуатации может значительно уступать этому значению.
Предел прочности ABS при растяжении по маркам
В паспортах производителей по ISO 527 неполимерные марки ABS находятся в диапазоне от 38 до 47 МПа при пределе текучести, причём марки с высокой ударной вязкостью — на нижнем конце.
| Марка (производитель) | Семейство | Напряжение при растяжении при пределе текучести (МПа) | Напряжение при растяжении при разрыве (МПа) |
|---|---|---|---|
| Terluran GP-22 (INEOS Styrolution) | Общего назначения, легкая текучесть | 45 | не указано |
| Terluran GP-35 (INEOS Styrolution) | Общего назначения, высокая текучесть для тонких стенок | 44 | не указано |
| CYCOLAC MG47 (SABIC) | Многоцелевое литьё под давлением | 47 | 35 |
| CYCOLAC MG94 (SABIC) | Высокая текучесть для тонких стенок | 46 | 35 |
| CYCOLAC EX58F (SABIC) | Высокая ударная вязкость, экструзия листов и выдувное формование | 41 | 30 |
| Terluran HI-10 (INEOS Styrolution) | Очень высокая ударная вязкость, формование и экструзия | 38 | не указано |
| LNP THERMOCOMP AF004 (SABIC) | 20 % стекловолокно | не указано | 76 |
Все значения являются типичными значениями при 23 °C.
Разброс следует за содержанием каучука: больше бутадиенового каучука повышает ударную вязкость и снижает предел прочности при растяжении и жёсткость.
Почему значения предела прочности ABS при растяжении различаются между паспортами
Два паспорта ABS обычно расходятся, потому что под одним и тем же заголовком “предел прочности при растяжении” приводятся разные измерения. Два наиболее важных различия — это является ли цифра напряжением при пределе текучести или при разрыве, и испытывалась ли она по ASTM D638 или по ISO 527.
Каждая цифра в этих таблицах также является типичным значением. Поэтому небольшой разрыв между типичными значениями двух производителей мало говорит о том, какая поставленная партия покажет более высокий результат при испытании; сама партия документируется её сертификат анализа.
Предел прочности при растяжении при текучести vs при разрыве
В паспортах ABS указывается напряжение при растяжении при пределе текучести, и именно эту цифру следует сравнивать между марками. Для неполимерного ABS напряжение при разрыве ниже напряжения при пределе текучести.
Неполимерный ABS имеет определённую точку текучести. ISO 527-1 определяет прочность как “напряжение при первом локальном максимуме, наблюдаемом во время испытания на растяжение”, и для неполимерного ABS этот максимум является точкой текучести. При комнатной температуре неполимерный ABS не хрупок при растяжении.
Марка со стекловолокном 20 % указывает только напряжение при разрыве. Её 76 МПа — это напряжение, при котором она разрушается. 45 МПа марки общего назначения — это напряжение, при котором она начинает необратимо деформироваться.
Для проверки нагрузки сравните напряжение в нагруженном сечении с показателем предела текучести. Напряжение — это сила, делённая на площадь этого сечения:
Напряжение (МПа) = Сила (Н) ÷ Площадь поперечного сечения (мм²)
Значения ASTM D638 vs ISO 527 для ABS
Для одной и той же марки ABS ASTM D638 и ISO 527 могут давать цифры, различающиеся на несколько МПа, причём разрыв может быть в любую сторону, поэтому никакой коэффициент не переводит одно в другое. Сравнивайте цифру по ASTM только с другой цифрой по ASTM, а цифру по ISO — с цифрой по ISO.
Один производитель может публиковать одну и ту же марку по обоим стандартам: паспорт для Америки в psi по ASTM D638 и паспорт для EMEA в МПа по ISO 527. Цифра в psi, переведённая в МПа, всё ещё остаётся цифрой по ASTM.
Что изменяет предел прочности при растяжении отлитой детали из ABS
Температура, само литьё, воздействие УФ и длительная нагрузка — всё это уводит литую деталь из АБС от значения, указанного в паспорте.
Что касается влажности, производитель предупреждает скорее о литье, чем о показателе прочности при растяжении. Влажные гранулы вызывают дефекты поверхности готовой детали.
В исследование 2020 года, 360 часов воздействия UVA, имитирующего солнечный свет за оконным стеклом, снизили прочность при растяжении нестабилизированного АБС примерно на 11 %, а его относительное удлинение при разрыве упало более чем в десять раз.
Длительная нагрузка вообще выходит за рамки испытания на растяжение. Кривые ползучести производителя для универсальной марки показывают, что деформация продолжает расти спустя годы при 40 % от предела текучести.
Температура
АБС теряет прочность при растяжении по мере нагрева и приобретает её при охлаждении: при 85 °C его предел текучести составляет чуть более половины значения при комнатной температуре. Опубликованное исследование усталости измерило предел текучести литого под давлением АБС по ISO 527 при трёх температурах.
При −27 °C тот же АБС тёк при более высоком напряжении и разрушался хрупко, поэтому холодная деталь может треснуть при ударе, даже если её показатель прочности при растяжении вырос.
Условия литья
Условия литья изменяют прочность детали при растяжении в местах спая и через внутренние напряжения. Производитель утверждает, что температура поверхности формы влияет на механические свойства отливки, и что более высокая даёт лучшую прочность спая и меньшие внутренние напряжения.
Прочность АБС при растяжении по сравнению с другими пластмассами
Универсальный АБС находится в середине среди распространённых пластмасс: выше гомополимера ПП, ПЭВП, ударопрочного полистирола и ПЭНП, и ниже поликарбоната, нейлона 66 и универсального полистирола. Каждый столбец — одна марка для литья под давлением на полимер.
Среди неусиленных марок здесь сухой нейлон 66 имеет наивысший показатель. Гораздо более высокие показатели нейлона в сравнительных таблицах происходят от марок со стекловолокном: с 25 % стекловолокна нейлон 66 достигает 175 МПа при разрыве в сухом состоянии.