ASTM E345 ve DIN 50154 – Metalik folyolarda çekme testi

Q: ASTM E345 ve DIN 50154'te hangi karakteristik değerler belirlenmiştir?

İnce metal folyoların en önemli mekanik özellikleri ASTM E345 ve DIN 50154 standartları kullanılarak belirlenebilir: %0,2 akma dayanımı (Rp0,2)– elastik-plastik geçiş sınırının doğrulanmasıÇekme dayanımı (Rm) – folyonun maksimum yük taşıma kapasitesiKopma anındaki uzama (A50 veya A100) – süneklik ve elastikiyet ölçüsüElastisite modülü (E-modülü) – malzemenin sertliği Bu parametreler, malzeme geliştirme, kalite güvencesi ve hizmet ömrü değerlendirmesi için değerli bilgiler sağlar.

ASTM E345 ve DIN 50154 uluslararası standartları, metalik folyoların ve ince şeritlerin (genellikle nominal kalınlığı 0,200 mm'den az olan) çekme testine yönelik standart test yöntemlerini açıklamaktadır. Her iki standart da mukavemet, süneklik ve elastisite modülünün karakterizasyonunda tekrarlanabilir ve karşılaştırılabilir sonuçlar sağlar.

Uygulama alanları Belirlenen karakteristik değerler Test prosedürü ve test ekipmanları Otomasyon seçenekleri Numune şekilleri ve geometrileri Batarya test laboratuvarı İndirmeler Talep edin

ASTM E345 ve DIN 50154'e göre lityum iyon pil testinde son derece ince bir batarya folyosu üzerinde yapılan çekme testinin ayrıntılı görünümü - alüminyum folyo üzerinde çekme testi — Batarya folyosunda çekme testi - alüminyum katot tarafı

ASTM E345 ve DIN 50154'e göre lityum iyon pil testinde son derece ince bir batarya folyosu üzerinde yapılan çekme testinin ayrıntılı görünümü - bakır folyo üzerinde çekme testi — Batarya folyosunun çekme testi - bakır folyo anot tarafı

ASTM E345 & DIN 50154 – Metalik folyolar üzerinde çekme testi: Bakır, alüminyum ve titanyumdan yapılmış folyo numuneleri — Metal folyo çekme testlerine örnekler: Alüminyum, titanyum, bakır

ASTM E345 ve DIN 50154 esas olarak nerede kullanılır?

DIN 50154 başlangıçta ambalaj sektöründe alüminyum folyolar için geliştirilmiştir. Bu alan günümüzde de önemli bir faaliyet alanı olmaya devam etmektedir, çünkü ambalaj folyoları için tutarlı kalite, yüksek süneklik ve mekanik stabilite esastır.
Ancak günümüzde standart, ASTM E345 ile birlikte, alüminyumdan bakıra, titanyumdan lityum metale kadar tüm teknik metalik folyolar için önemli ölçüde genişletilmiş uygulama alanlarında kullanılmaktadır. Bu, bu standartlara göre çekme testinin yalnızca geleneksel uygulamalar için değil, aynı zamanda elektromobilite ve hidrojen için temel teknolojilerde de geçerli olduğu anlamına gelir:

Ambalaj endüstrisi: Gıda ve ilaç ambalajları için alüminyum folyolar
Batarya araştırma ve üretimi: Lityum iyon piller son derece ince metal folyolar kullanır - anot tarafında bakır folyolar (yaklaşık 4,5–12 µm) ve katot tarafında alüminyum folyolar (yaklaşık 8–20 µm). Bunlar lityum iyon pillerde aktif katmanlar için akım toplayıcı ve taşıyıcı malzeme olarak görev yaparlar. Çekme testi, malzemelerin üretim sürecinde ve bataryanın kullanım ömrü boyunca karşılaşılan gerilimlere dayanabilmesini sağlar. Kaplanmış elektrotlar da standartlara göre test edilebilir.
Batarya testi hakkında daha fazla bilgi
Hidrojen ve yeşil enerji teknolojisi: Yakıt hücreleri için bipolar plakalarda titanyum folyolar – burada çekme mukavemeti, komponentlerin ömrünü ve güvenliğini belirler.
Yakıt hücresi testleri hakkında daha fazla bilgi
Otomotiv testi: Araba radyatörlerindeki ince folyo ve bantların mekanik gerilimlere güvenilir bir şekilde dayanması gereken kanatçıkların test edilmesi.

Avrupa düzeyinde, gelecekte test yöntemlerinin yeni malzemelere ve uygulamalara daha iyi uyarlanabilmesi amacıyla standartların (CEN, EN) daha da geliştirilmesine yönelik çalışmalar devam etmektedir. ZwickRoell, özellikle batarya malzemeleri ve yakıt hücresi testleri için standartların daha da geliştirilmesine aktif olarak katılarak, test çözümlerinin gelecekte de tüm gereksinimleri karşılamaya devam etmesini sağlar.

ASTM E345 ve DIN 50154'te hangi karakteristik değerler belirlenmiştir?

İnce metal folyoların en önemli mekanik özellikleri ASTM E345 ve DIN 50154 standartları kullanılarak belirlenebilir:

%0,2 akma dayanımı (R_p0,2)– elastik-plastik geçiş sınırının doğrulanması
Çekme dayanımı (Rm) – folyonun maksimum yük taşıma kapasitesi
Kopma anındaki uzama (A50 veya A100) – süneklik ve elastikiyet ölçüsü
Elastisite modülü (E-modülü) – malzemenin sertliği

Bu parametreler, malzeme geliştirme, kalite güvencesi ve hizmet ömrü değerlendirmesi için değerli bilgiler sağlar.

Video: DIN 50154 ve ASTM E345'e göre ince batarya folyoları (alüminyum ve bakır folyolar, polimer ayırıcılar) üzerinde çekme testi

Videoyu oynatarak, çerezlerin kullanılmasını ve verilerin ABD’de YouTube’a aktarılmasını onaylamış olursunuz. Diğer veri koruma uyarıları.

ASTM E345 ve DIN 50154'e göre AllroundLine test cihazı, videoXtens biax ekstansometre ve pnömatik çenelerle metal folyo çekme testi için test kurulumu

ASTM E345 ve DIN 50154'e göre test prosedürü ve test ekipmanları

İnce metal folyolar hassastır ve test ekipmanlarına daha fazla yük bindirir. Bu süreç, numunelerin hazırlanmasıyla başlar, kelepçeleme ile devam eder ve numunelerin test edilmesiyle son bulur:

Test cihazları: Folyoların test edilmesi sırasında oluşan test kuvvetlerinin düşük olması nedeniyle, 1kN'a kadar test kuvvetlerine sahip tek kolonlu üniversal test cihazı zwickiLine ideal olarak uygundur. Yük hücrelerinin yüksek hassasiyetli kalibrasyonu sayesinde, daha yüksek kapasiteli gövdeye sahip olan test cihazları da ISO 7500-1 veya ASTM E4 (Sınıf 1 veya daha iyi) ile tam uyumluluğu koruyarak kullanılabilir.
Numune Hazırlama: İnce metal folyolar kırışıklıklara, çentiklere ve eziklere karşı son derece hassastır. ZwickRoell, temiz ve çentiksiz numune hazırlığı için, diğer hususların yanı sıra, tek bir kesimle optimum ve tekrarlanabilir kesim kalitesi ve numune boyutları sağlayan folyo şerit kesicinin kullanımını önermektedir.
Numunenin tutulması ve yerleştirilmesi: Operatörün etkisini ve numuneye gelebilecek zararı en aza indirmek ve dikey hizalamayı sağlamak için Kolay Yerleştirme Aracı (Easy Insertion Tool), özellikle 0,1 mm'den daha ince numuneler için, kullanıcının numuneyi hassas ve stressiz bir şekilde yerleştirmesine yardımcı olabilir. Hizalama plakası, numunenin bir kılavuz aracılığıyla tutucuya yerleştirilmesinden önce doğru konumlandırmayı sağlar.
Numune sıkıştırma ve kuvvet iletimi: Hassas folyoların hasar görmeden veya kaymadan güvenli bir şekilde sıkıştırılması, örneğin sabit bir kapatma basıncı sağlayan pnömatik çeneler ve kauçuk kaplı çene ağızları ile sağlanır. Ayrıca geniş yelpazedeki insert ve çene seçeneklerimizle her uygulama için mükemmel cihaz kurulumunu sağlıyoruz.
testXpert yazılımı üzerinden otomatik kuvvet sıfırlama kontrolü, ayrıca numuneyi sıkıştırma sırasında istenmeyen ön yüklemelerden korur. Numunenin çenelerde kayması veya plastik deformasyonu, kopma anındaki uzama değerlerinin hatalı ölçülmesine yol açacaktır.
Uzama ölçümü: Çekme mukavemeti R_m ve kopma anındaki uzama A₅₀_m veya A₁₀₀'e ek olarak akma dayanımı R_p0,2'nin de belirlenmesi isteniyorsa, ekstansometre kullanılarak uzama ölçümü yapılması gerekir. Son derece hassas sonuçlar ve zorlu E-modülü ölçümü için, temas gerektirmeyen ve numune işaretlemesi gerektirmeyen videoXtens biax video ekstansometresi önerilir. Numuneleri işaretleme gereksinimini ortadan kaldırarak sağlanan zaman tasarrufuna ek olarak, temassız ekstansometreler, ince numunelerde kesici kenarların neden olduğu potansiyel hasarı ve kesici kenar itici kuvvetinin test sonuçları üzerindeki etkisini ortadan kaldırdığı için klipsli ekstensometre/sensör transdüserine göre önemli avantajlar sunar.
Test Uygulaması: ASTM E345 ve DIN 50154 standartları, ASTM E8 ve ISO 6892-1'e göre metal üzerinde çekme testleri için standartlardan türetilmiş ve ince folyoların test edilmesine uyarlanmıştır, bu nedenle test prosedürü, test parametreleri ve karakteristik değerler açısından birçok açıdan bu standartlara atıfta bulunulmaktadır.
Veri toplama ve analizi: testXpert test yazılımı, kullanıcıyı standartlara uygun olarak tüm test süreci boyunca yönlendirir. Standart test prosedürleri halihazırda ASTM E345 ve DIN 50154'ün ilgili standartlarını içermektedir. Ayrıca, videoXtens ekstansometresinin entegrasyonu 2D-DIC analizine olanak tanır: Sanal ölçüm uzunlukları ayarlanabilir, hizalama kalitesi kontrol edilebilir ve homojensizlikler ölçülebilir; üstelik ek donanıma gerek kalmadan.

Folyolar ve batarya folyoları için folyo şerit kesici

DIN 50154, ASTM E345’e göre

Kolay Yerleştirme Aracı

Numunenin optimum dikey hizalanması için numune yerleştirme aparatı

Pnömatik Çene

sıkıştırma ve bükülme olmadan hassas bir şekilde sıkıştırma sağlar

Lityum metal folyolar üzerinde çekme testleri sırasında test ekipmanlarına yönelik özel gereksinimler

Lityum metal folyoların test edilmesinde özel zorluklar ortaya çıkar, çünkü çekme mukavemetleri yalnızca inert bir atmosferde, yani nemsiz bir odada veya inert gaz altında belirlenebilir. zwickiLine test cihazı, kontrollü koşullar altında hassas test yapılmasını sağlamak için özel bir koruyucu gaz bölmesine eldiven kutusu(Glove boxe) yerleştirilmiştir. Kolay Yerleştirme Aracı (Easy Insertion Tools), eldiven giyildiğinde bile numune yerleştirmek için güvenle kullanılabilir.

Lityum iyon pil testinin bir parçası olarak lityum metal folyolar üzerinde çekme testleri için eldiven kutusu (koruyucu bölme) ile ASTM E345 ve DIN 50154'e göre test kurulumu

ASTM E345 ve DIN 50154'e göre inert gazda lityum metal folyoların çekme testi, eldiven kutusu kurulumunun ayrıntılı görünümü

Batarya testi: ASTM E345 ve DIN 50154'e göre lityum metal folyoların inert ortamda çekme dayanımının güvenli bir şekilde test edilmesi için eldiven kutusu iç görünümü (koruyucu bölme)

Metal Endüstri Müdürü ile İletişime Geçin

Testlerinizi ASTM E345 veya DIN 50154 standartlarına uygun olarak mı gerçekleştirmek istiyorsunuz? Uzmanlarımız, doğru test çözümünü seçmeniz konusunda size tavsiyelerde bulunacaktır.

Hemen iletişime geçin

Güvenilir, tekrarlanabilir test sonuçları için ZwickRoell test ekipmanının avantajları

Güvenli numune kullanımı: Operatör etkisinin en aza indirilmesi, kolay yerleştirme aracı ve otomatik sıfır kuvvet kontrolü sayesinde numunenin optimum dikey hizalanması
Hassas güç aktarımı: Sabit kapanma basıncına sahip pnömatik çeneler numunenin hasar görmesini önler.
Temassız uzama ölçümü: Herhangi bir işaretleme adımına gerek yoktur; numune etkilenmez
Yüksek tekrarlanabilirlik: Temiz numune hazırlama ve hassas sıkıştırma teknolojisi
Maksimum esneklik: Entegre 2D-DIC analizi de dahil olmak üzere tüm değerlendirmeler için tek bir yazılım
İnert ortamlarda bile güvenli numune hazırlama ve test: Lityum metal folyo testinde özel gereksinimler altında bile hassas test sonuçları.
Opsiyonel: Daha yüksek numune verimi ve daha az operatör etkisi için otomatik test sistemleri

Metal folyo testlerinin otomasyon seçenekleri

Örneğin, robot test sistemimiz roboTest N, metalik folyolar üzerinde otomatik çekme testlerinin yapılmasını sağlamak için mevcuttur. Boyutsal olarak kararlı olmayan numunelerin özel gereksinimlerine göre özel olarak geliştirilmiş bir numune tutucusu uyarlanmıştır. Bu sayede metal folyolar otomatik sistem içerisinde güvenli bir şekilde taşınabilir.

Otomatik süreç, numunelerin çenelerde her zaman aynı yere yerleştirilmesini sağlar. Böylece numunenin merkez dışı veya eğik sıkıştırılması önlenebilir, bu da özellikle ince numunelerde güvenilir test sonuçları için büyük önem taşır.

Çelik folyolardaki ölçüm kalınlığı bir prob yardımı ile belirlenebilir. Alternatif olarak, kalınlık ağırlık ölçümüyle de belirlenebilir. Burada numunenin ağırlığı, boyutları ve bilinen malzeme yoğunluğu ile ilişkili olarak hesaplanır. Bu işlem özellikle alüminyum folyolar için uygundur.

Metal folyo testine yönelik otomasyon çözümlerimizle numune verimini artırın ve operatör etkisini en aza indirin.

roboTest N hakkında daha fazla bilgi edinin Hemen iletişime geçin

Ürünlerimiz hakkında daha fazla bilgi

ZwickRoell Batarya Test Merkezi için Karin Hanak ile iletişime geçin

Malzeme testinde kapsamlı bilgi birikimi, tüm yüksek hassasiyetli test makinelerine erişim ve ZwickRoell Batarya Test Merkezimizdeki tüm aksesuar portföyü, uygulama teknolojisi konusunda danışmanlık hizmetleri için hizmetinizdedir.

Batarya test merkezimizde ücretsiz ön testler yapmakla ilgileniyor musunuz? Doğru test ekipmanını seçmenizde size memnuniyetle yardımcı oluruz.

Şimdi iletişime geçin Danışmanlık ve uygulama tekniği

Yeni batarya test laboratuvarımız, hem araştırma ve geliştirme hem de batarya üretiminde hücre karakterizasyonu için çeşitli mekanik batarya testleri gerçekleştirmek üzere en modern test teknolojisine sahiptir. İki uygulama uzmanı, müşterilerimize yerinde veya uzaktan denemeler için hizmet vermektedir. Bu şekilde müşterilerimizin ilgili gereksinimlerine en uygun test konseptini bulduğumuzdan emin olmak istiyoruz.
Laboratuvarımızı sanal olarak gezebilir veya bugün bizimle iletişime geçebilirsiniz – size danışmanlık yapmaktan mutluluk duyarız!

ASTM E345 ve DIN 50154'te hangi numune şekilleri ve geometrileri tanımlanmıştır?

Her iki standart, standarda uygun olarak geniş yelpazedeki malzemeleri test edebilmek amacıyla farklı numune şekilleri belirlemektedir. Numune şeklinin seçimi, malzemeye, kalınlığa ve belirlenecek parametrelere bağlıdır. Pürüzsüz, çentiksiz kesilmiş kenarlar zorunludur.

ASTM E345 (Tip A, B, C numuneleri)*:

Tip A:Papyon numuneDaha geniş sap uçlarına sahip : Omuz bölgesinde sıkıştırma uzunluğu min. 50 mm, azaltılmış başlangıç ölçüm uzunluğu 50,0 mm (1,969 inç) veya 50,8 mm (2,0 inç) ve numunenin paralel bölgesinde min. 60 mm (2,25 inç) uzunluk ve 12,7 mm (0,5 inç) başlangıç genişliği.
Tip B:paralel şerit numunesitoplam uzunluğu en az 230 mm (9,0 inç), sıkıştırma çeneleri arasındaki serbest sıkıştırma uzunluğu en az 125 mm (4,92 inç) ve genişliği 12,7 mm (0,5 inç) olan
Tip C:paralel şerit numunesisadece başlangıç genişliği 15,0 mm (0,591 inç) ile Tip B'den farklı olan .

DIN 50154 (test tekniği ve belirlenmesi gereken karakteristik değerlere bağlı olarak başsız şerit numunesi tip 1a ve 1b)**:

Başlangıç ölçüm uzunluğu (L₀) 50 mm veya tercihen 100 mm olan, kelepçe alanındaki uzunluğu (kelepçe uzunluğu) ≥ 25 mm olan şerit numune. Numunenin başlangıç genişliği 15 mm'dir.

Şerit numunesi 1a) (ekstansometre ile uzama ölçümü): Numunenin toplam uzunluğu min. 120 mm veya 170 mm, sıkıştırma çeneleri arasındaki serbest sıkıştırma uzunluğu (L_c) ≥L₀ + 20 mm
Şerit numunesi 1b) (Travers yoluyla uzama ölçümü): Burada Lc = L0

^*Bkz.^{ASTM E345-24a Kapitel “6. Test Specimen” S. 2-3}
^{** Bkz.}^{DIN 50154:2019-09 Bölüm “7 Numune”}

YAZAR HAKKINDA:

Dr. Harald Schmid

Metal Küresel Endüstri Müdürü | ZwickRoell GmbH & Co.

Küresel Endüstri Müdürü olarak, pazar gözlemi, test çözümlerinin daha da geliştirilmesi ve uluslararası bir ortamda satış desteğine odaklanarak metal sektöründeki endüstri stratejisinden sorumludur.

Standardizasyon çalışmalarında geniş deneyime sahiptir ve çeşitli komitelerde aktif olarak yer almaktadır: uluslararası ISO komitesi “ISO/TC 164 Mechanical Testing of Metals“ ve NA 062-01-42 AA Metaller için çekme ve süneklik testi ve NA 062-01-47 AA Metaller için darbe dayanımı testi ve metalik boruların mekanik-teknolojik testi gibi ulusal DIN çalışma grupları dahil.

Akademik kariyerine Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü'nde (KIT) makine mühendisliği alanında lisans ve yüksek lisans derecesiyle başladı. Makine mühendisliği alanındaki uluslararası görevlerinden sonra, Erlangen-Nürnberg Friedrich-Alexander Üniversitesi'nde araştırma görevlisi olarak malzeme karakterizasyonu ve sac metal şekillendirme konularına odaklanarak araştırmalar yürüttü. Doktora çalışmasını çekme boncuklarıyla derin çekme işlemleri konusuna adamıştır.

Bize ulaşın