Стандартные методы испытаний металлической фольги на растяжение ASTM E345

Стандартные методы испытаний металлической фольги на растяжение ASTM E345

Стандарт ASTM E345 «Методы испытаний на растяжение металлической фольги» , разработанный Американским обществом по испытанию материалов (ASTM) , описывает методы испытаний для определения предела прочности металлической фольги на растяжение при комнатной температуре. Исключения из этих методов могут быть предусмотрены в отдельных спецификациях или методах испытаний для конкретного материала.

Стандартные методы испытаний металлической фольги на растяжение ASTM E345

Испытания на растяжение дают информацию о прочности и пластичности материалов при одноосном растяжении. Эта информация может быть полезна при сравнении материалов, разработке сплавов, контроле качества и проектировании.

Результаты испытаний на растяжение отдельных участков детали или материала могут не полностью отражать прочность и пластичность всего конечного изделия при эксплуатации в различных условиях. Эти методы испытаний считаются достаточными для приёмочных испытаний коммерческих партий, поскольку они широко используются для этой цели.

Испытания на растяжение позволяют определить пластичность материалов путём измерения относительного удлинения или сужения площади. Однако по мере уменьшения толщины образца испытания на растяжение могут стать менее эффективными для определения пластичности. В этих целях альтернативным методом измерения пластичности является стандартный метод испытаний ASTM E796. В разных отраслях промышленности различают фольгу и листы различной толщины.

Настоящий стандарт отличается от методов испытаний, описанных в ASTM E8/E8M, тем, что он позволяет определять толщину образца путем взвешивания, а для некоторых образцов — удлинение вследствие смещения траверсы.

Стандарт ASTM E345 не может определить диапазон толщин для всех возможных сплавов, поэтому его следует использовать вместо стандартных методов испытаний ASTM E8/E8M или других стандартов испытаний на растяжение. Чтобы избежать повреждения материала и обеспечить достаточную точность, более точные результаты для заданного сплава и толщины можно получить, взвешивая образец по толщине. Кроме того, для заданного сплава и толщины приемлемы обычные экстензометры, контактирующие с образцом и используемые для определения удлинения вследствие смещения траверсы.

Короче говоря, ASTM E345 — это важнейший стандарт, определяющий процедуры испытаний на растяжение металлической фольги, особенно толщиной менее 0,150 мм. Этот стандарт крайне важен для отраслей, использующих тонкую металлическую фольгу, например, для литий-ионных аккумуляторов электромобилей, электроники и аэрокосмической промышленности. Предлагая стандартизированный метод оценки прочности и пластичности этих материалов при одноосном растяжении, этот стандарт обеспечивает единообразие и надежность испытаний материалов.

Стандарт ASTM E345 распространяется на испытания на растяжение металлической фольги при комнатной температуре. Этот стандарт разработан для тонких, хрупких образцов, что отличает его от других стандартов испытаний на растяжение, таких как ASTM E8/E8M, используемых для более толстых металлических материалов. Основные характеристики этого стандарта:

  • Толщина образца: Применимо к металлической фольге толщиной менее 0,150 мм.
  • Типы испытаний: Измерение прочности на растяжение, предела текучести, удлинения и пластичности посредством испытаний на одноосное растяжение.
  • Типы образцов: Настоящий стандарт определяет образцы типа A и типа B. Тип A обычно используется для более тонкой фольги, а тип B — для более толстой фольги. Настоящий стандарт также относится к образцам типа C для некоторых применений.

В настоящем стандарте подчёркивается, что для некоторых материалов могут потребоваться исключения из этих методов, как указано в отдельных спецификациях. В нём также указано, что в связи с деликатным характером образцов пользователи должны разработать соответствующие правила техники безопасности, охраны здоровья и окружающей среды.

Испытания на растяжение по стандарту ASTM E345 предоставляют важные данные о механических свойствах металлической фольги, включая:

  • Прочность: предел прочности на растяжение и предел текучести.
  • Пластичность: измеряется удлинением или уменьшением площади и показывает, насколько сильно может деформироваться материал до разрушения. Эта информация важна для:
    • Сравнение материалов: оценка различных сплавов или составов фольги.
    • Разработка сплавов: оптимизация свойств материалов для конкретных применений.
  • Контроль качества: обеспечение соответствия фольги эксплуатационным стандартам для коммерческих перевозок.
  • Конструкция: Предоставление данных для инженерных приложений с использованием тонкой фольги.

Одним из основных применений стандарта ASTM E345 является испытание металлической фольги, используемой в качестве токосъемников в литий-ионных аккумуляторах для электромобилей. Алюминиевая и медная фольга должны выдерживать разбухание во время циклов заряда-разряда аккумулятора, поэтому прочность на разрыв и относительное удлинение при пределе текучести имеют решающее значение для срока службы и качества аккумулятора. По мере развития технологий аккумуляторов и использования таких материалов, как литий-кремниевые, значение ASTM E345 для оценки относительного удлинения фольги продолжает расти. Стремительно растущий спрос на электромобили ещё больше повышает важность этого стандарта для обеспечения надёжности компонентов аккумулятора.

Стандарт ASTM E345 описывает конкретные процедуры, обеспечивающие точность и повторяемость испытаний чувствительной металлической фольги:

  • Базовые приготовления:
    • Образцы типа А: могут быть преобразованы в пачки с помощью фрезерного резака, а их края могут быть исследованы под приблизительно 20-кратным увеличением, чтобы убедиться в гладкости и отсутствии царапин или морщин.
    • Измерение: Для очень тонкой фольги толщину можно определить по весу, чтобы избежать повреждения образца, в отличие от стандарта ASTM E8/E8M, который обычно использует прямое измерение.
  • Решения по удержанию:
    • Клиновые захваты: для большинства испытаний рекомендуются клиновидные концы, обеспечивающие надёжный захват длинных пластичных образцов. Для фольги толщиной менее 0,076 мм предпочтительны гладкие концы, предотвращающие разрыв. Для минимизации повреждения поверхности захвата можно использовать буферный материал, например, наждачную бумагу на основе карбида кремния зернистостью 320.
    • Пневматические захваты бокового действия: предпочтительны для испытаний большого объёма благодаря своей повторяемости и эффективности. Эти захваты обеспечивают быструю загрузку образца и стабильное давление захвата, снижая риск чрезмерного или недостаточного захвата. Быстросменные поверхности (рифлёные, резиновые или гладкие) повышают универсальность.
  • Измерение напряжения:
    • Экстензометры: как контактные, так и бесконтактные экстензометры соответствуют требованиям стандарта к точности. Бесконтактные видеоэкстензометры рекомендуются для образцов с высокоэнергетическим разрушением, поскольку они не повреждают хрупкую фольгу.
    • Смещение траверсы: допустимо для измерения удлинения в ситуациях, когда контактный экстензометр может повлиять на результаты или повредить образец.
  • Испытательное оборудование: Настоящий стандарт рекомендует использовать универсальную испытательную машину, соответствующую требованиям стандарта ASTM E4. Подходят настольные универсальные испытательные машины. Некоторые системы предварительно запрограммированы на соответствие стандарту ASTM E345.

В результате ASTM E345 является основополагающим стандартом для испытаний на растяжение тонкой металлической фольги, играющей ключевую роль в таких отраслях, как производство аккумуляторов для электромобилей, электроника и аэрокосмическая промышленность. Акцент на прецизионных образцах, точных методах измерений и надлежащих системах захвата обеспечивает точную оценку прочности и пластичности. В связи с ростом спроса на высокопроизводительную фольгу, особенно для аккумуляторов для электромобилей, ASTM E345 сохраняет свою ключевую роль в контроле качества, разработке материалов и проектировании.

Наша организация, много лет обслуживающая бизнес и внимательно следящая за мировыми достижениями в области науки и технологий, располагает квалифицированной командой и обширной инфраструктурой для проведения испытаний, измерений и анализа в широком спектре областей для предприятий всех секторов экономики. В связи с этим мы также предоставляем услуги по испытаниям в соответствии со стандартом ASTM E345 «Методы испытаний металлической фольги на растяжение».

WhatsApp