طرق الاختبار القياسية ASTM E345 لاختبار شد الرقائق المعدنية

طرق الاختبار القياسية ASTM E345 لاختبار شد الرقائق المعدنية

تصف معايير ASTM E345 لاختبار قوة الشد للرقائق المعدنية ، التي وضعتها الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد (ASTM) ، طرق اختبار تحديد قوة الشد للرقائق المعدنية عند درجة حرارة الغرفة. وقد تتطلب بعض المواصفات أو طرق الاختبار الخاصة بمادة معينة استثناءات من هذه الطرق.

طرق الاختبار القياسية ASTM E345 لاختبار شد الرقائق المعدنية

تُوفر اختبارات الشد معلومات حول قوة ومتانة المواد تحت إجهادات الشد أحادية المحور. تُفيد هذه المعلومات في مقارنات المواد، وتطوير السبائك، ومراقبة الجودة، والتصميم.

قد لا تعكس نتائج اختبارات الشد لأجزاء محددة من قطعة أو مادة بشكل كامل قوة ومرونتها للمنتج النهائي بأكمله أثناء الاستخدام في بيئات مختلفة. تُعتبر طرق الاختبار هذه مناسبة لاختبار قبول الشحنات التجارية نظرًا لاستخدامها على نطاق واسع لهذا الغرض.

تُتيح اختبارات الشد تحديد ليونة المواد عن طريق قياس الاستطالة أو انخفاض المساحة. ومع ذلك، مع انخفاض سمك العينة، قد تقل فائدة اختبارات الشد في تحديد ليونة المواد. ولهذه الأغراض، تُعدّ طريقة الاختبار القياسية ASTM E796 طريقة اختبار بديلة لقياس ليونة المواد. تُميّز مختلف الصناعات بين الرقائق والصفائح ذات السماكات المختلفة.

يختلف هذا المعيار عن طرق الاختبار الموضحة في ASTM E8/E8M في أنه يسمح بتحديد سمك العينة عن طريق الوزن، وبالنسبة لبعض العينات، الاستطالة بسبب إزاحة الرأس المتقاطع.

لا يُمكن لمعيار ASTM E345 تحديد نطاق سُمك لكل سبيكة مُحتملة، لذا يُنصح باستخدامه بدلاً من طرق الاختبار القياسية ASTM E8/E8M أو معايير اختبار الشد الأخرى. لتجنب تلف المواد وتحقيق دقة كافية، يُمكن الحصول على نتائج أفضل لسبيكة وسمك مُحددين عن طريق وزن سُمك العينة. علاوة على ذلك، تُعتبر مقاييس التمدد التقليدية المُلامسة للعينة، والمُستخدمة لتحديد الاستطالة الناتجة عن إزاحة الرأس المُتقاطع، مقبولة لسبيكة وسمك مُحددين.

باختصار، يُعدّ ASTM E345 معيارًا أساسيًا يُحدد إجراءات اختبار الشد للرقائق المعدنية، وخاصةً تلك التي يقل سمكها عن 0,150 مم. يُعدّ هذا المعيار بالغ الأهمية للصناعات التي تعتمد على الرقائق المعدنية الرقيقة، مثل تلك المستخدمة في بطاريات أيونات الليثيوم للسيارات الكهربائية، والإلكترونيات، وتطبيقات الطيران. من خلال توفير طريقة موحدة لتقييم قوة ومتانة هذه المواد تحت إجهادات الشد أحادية المحور، يضمن هذا المعيار الاتساق والموثوقية في اختبار المواد.

يُركز معيار ASTM E345 على اختبار شد الرقائق المعدنية في درجة حرارة الغرفة. صُمم هذا المعيار للعينات الرقيقة والحساسة، مما يميزه عن معايير اختبار الشد الأخرى، مثل ASTM E8/E8M، المستخدمة للمواد المعدنية السميكة. من أهم ميزات هذا المعيار:

  • سمك العينة: ينطبق على رقائق معدنية أرق من 0,150 ملم.
  • أنواع الاختبار: قياس قوة الشد وقوة الخضوع والاستطالة والطواعية من خلال اختبارات الشد أحادية المحور.
  • أنواع العينات: تُعرّف هذه المواصفة عينات النوعين أ و ب. يُستخدم النوع أ عادةً للرقائق الرقيقة، بينما يُستخدم النوع ب للرقائق السميكة قليلاً. كما تُشير هذه المواصفة إلى عينات النوع ج في تطبيقات مُحددة.

يُشدد هذا المعيار على أنه قد يلزم استثناء بعض المواد من هذه الطرق، كما هو مُحدد في المواصفات الخاصة بكل مادة. كما يُنص على أنه نظرًا لحساسية العينات، يجب على المستخدمين وضع ممارسات مناسبة للسلامة والصحة والبيئة.

توفر اختبارات الشد وفقًا لمعيار ASTM E345 بيانات مهمة حول الخصائص الميكانيكية للرقائق المعدنية، بما في ذلك:

  • القوة: قوة الشد القصوى وقوة الخضوع.
  • اللدونة: تُقاس بالاستطالة أو تقليص المساحة، وهي تشير إلى مدى قدرة المادة على التشوه قبل أن تنكسر. هذه المعلومات مهمة لما يلي:
    • مقارنة المواد: تقييم تركيبات السبائك أو الرقائق المختلفة.
    • تطوير السبائك: تحسين خصائص المواد لتطبيقات محددة.
  • مراقبة الجودة: التأكد من أن الرقائق تلبي معايير الأداء للشحنات التجارية.
  • التصميم: لتوفير البيانات للتطبيقات الهندسية باستخدام رقائق رقيقة.

من التطبيقات الرئيسية لمعيار ASTM E345 اختبار الرقائق المعدنية المستخدمة كمجمّعات تيار في بطاريات أيونات الليثيوم للسيارات الكهربائية. يجب أن تتحمل رقائق الألومنيوم والنحاس الانتفاخ أثناء دورات شحن وتفريغ البطارية، لذا فإن قوة الشد واستطالة نقطة الخضوع أمران أساسيان لعمر البطارية وجودتها. مع تطور تكنولوجيا البطاريات لتشمل مواد مثل الليثيوم والسيليكون، تتزايد أهمية معيار ASTM E345 في تقييم استطالة الرقائق. وقد عزز الطلب المتزايد بسرعة على السيارات الكهربائية أهمية هذا المعيار في ضمان موثوقية مكونات البطاريات.

تحدد معايير ASTM E345 إجراءات محددة لضمان إجراء اختبارات دقيقة وقابلة للتكرار للرقائق المعدنية الحساسة:

  • إعداد عينة:
    • العينات من النوع أ: يمكن معالجتها في عبوات باستخدام قاطع من النوع المطحن وفحص حوافها تحت تكبير حوالي 20 ضعفًا لضمان نعومتها وغياب الخدوش أو التجاعيد.
    • القياس: بالنسبة للرقائق الرقيقة جدًا، يمكن تحديد السُمك بالوزن لتجنب إتلاف العينة، على عكس معيار ASTM E8/E8M الذي يستخدم عمومًا القياس المباشر.
  • حلول الاحتفاظ:
    • ملقطات إسفينية: يُنصح باستخدام أطراف مسننة في معظم الاختبارات، فهي تُوفر قبضة محكمة للعينات الطويلة والمرنة. بالنسبة للرقائق التي يقل سمكها عن 0,076 مم، يُفضل استخدام أطراف ناعمة لمنع التمزق. يمكن استخدام مادة عازلة، مثل ورق كربيد السيليكون بحبيبات 320، لتقليل تلف سطح الإمساك.
    • مقابض هوائية جانبية: تُفضّل للاختبارات عالية الحجم نظرًا لتكرارها وكفاءتها. توفر هذه المقابض تحميلًا سريعًا للعينات وضغطًا ثابتًا للإمساك، مما يقلل من خطر الإفراط أو النقص في الإمساك. تُزيد الأسطح سريعة التغيير (المسننة، المطاطية، أو المسطحة) من تعدد الاستخدامات.
  • قياس الجهد:
    • مقاييس التمدد: تُلبي مقاييس التمدد التلامسية وغير التلامسية متطلبات الدقة للمعيار. يُنصح باستخدام مقاييس التمدد الفيديوية غير التلامسية لعينات الكسور عالية الطاقة لأنها لا تُلحق الضرر بالرقائق الهشة.
    • إزاحة رأس الصليب: مسموح بها لقياس الاستطالة في المواقف التي قد يؤثر فيها مقياس تمدد التلامس على النتائج أو يتلف العينة.
  • معدات الاختبار: توصي هذه المواصفة باستخدام جهاز اختبار عالمي يتوافق مع تطبيقات معيار ASTM E4. أجهزة الاختبار العالمية المكتبية مناسبة. بعض الأنظمة مبرمجة مسبقًا لتتوافق مع معيار ASTM E345.

نتيجةً لذلك، يُعدّ معيار ASTM E345 معيارًا أساسيًا لاختبار خصائص الشد للرقائق المعدنية الرقيقة، والتي تلعب دورًا محوريًا في صناعات مثل تصنيع بطاريات السيارات الكهربائية، والإلكترونيات، والفضاء. ويضمن تركيزه على العينات الدقيقة، وتقنيات القياس الدقيقة، وحلول الإمساك المناسبة، تقييمًا دقيقًا للقوة والمرونة. ومع تزايد الطلب على الرقائق عالية الأداء، وخاصةً في تطبيقات بطاريات السيارات الكهربائية، يظل معيار ASTM E345 بالغ الأهمية لمراقبة الجودة، وتطوير المواد، والتصميم.

مؤسستنا، التي تخدم الشركات منذ سنوات عديدة وتتابع بدقة التطورات العالمية في العلوم والتكنولوجيا، توظف فريقًا ماهرًا وبنية تحتية شاملة لإجراء الاختبارات والقياسات والتحليلات في مجموعة واسعة من المجالات للشركات في جميع القطاعات. وفي هذا السياق، نقدم أيضًا خدمات الاختبار وفقًا لمعايير ASTM E345 لاختبار شد الرقائق المعدنية.

واتس اب