Einführung in Kriechtests

Kriechtests ist ein spezialisierter mechanischer Test, der bewertet, wie Materialien im Laufe der Zeit unter einer konstanten Belastung bei einer bestimmten Temperatur verformt werden. Im Gegensatz zu kurzfristigen Kraftstests, die sich auf sofortige Ausfälle konzentrieren, Kriechtestmaßnahmenzeitabhängige Verformung-Ein kritisches Verhalten für Materialien, die in hochtemperatur- oder langdauerlad-tragenden Anwendungen verwendet werden. Dieser Test zeigt, wie sich ein Material über Monate, Jahre oder sogar Jahrzehnte leisten wird, was es unverzichtbar macht, um die Zuverlässigkeit von Komponenten in Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Stromerzeugung und Fertigung sicherzustellen.

Testgeräte und Verfahren

Ausrüstung

Kriechen, um Tests zu testenKriechen, um Tests zu testen

Kriechen, um Tests zu testenKriechen, um Tests zu testen

Kriechtestmaschinen sind so ausgelegt, dass sie eine konstante Last auf eine Probe anwenden und gleichzeitig eine genaue Temperaturregelung beibehalten. Schlüsselkomponenten sind:
  • Lastrahmen: Eine starre Struktur zum Auftragen und Aufrechterhalten einer konstanten Zug-, Druck- oder Torsionslast (Zugkriechen ist am häufigsten).
  • Ofen: Schließt das Exemplar ein, um hohe Temperaturen zu erreichen und aufrechtzuerhalten (bis zu 2000 ° C für fortschrittliche Materialien wie Superalloys).
  • Erweiterungsometer: Misst kleine Deformationen (oft in Mikrometern) im Laufe der Zeit.
  • Steuerungssystem: Reguliert Last und Temperatur und zeichnet die Daten (Zeit, Verformung, Temperatur) kontinuierlich auf.
Allgemeines Verfahren
  1. Probenvorbereitung: Bearbeitet zu standardisierten Abmessungen (z. B. eine zylindrische Stange mit einer Messlänge von 50–100 mm). Die Oberfläche ist poliert, um die Spannungskonzentration durch Defekte zu vermeiden.
  1. Aufstellen: Die Probe ist im Lastrahmen montiert, wobei der Erweiterungsometer an seinem Messbereich befestigt ist. Der Ofen ist um die Probe um die Probe positioniert und Temperatursensoren werden kalibriert.
  1. Testen:
  • Die Probe wird auf die Zieltemperatur erhitzt und zur Stabilisierung der thermischen Expansion gehalten.
  • Eine konstante Belastung wird angewendet (z. B. 70% der Zugtemperaturstärke des Materials).
  • Die Verformung wird in regelmäßigen Abständen (Minuten, Stunden oder Tage) über die Testdauer aufgezeichnet, die für Langzeitstudien von Wochen bis Jahren reichen können.
  1. Datenanalyse: Die Ergebnisse sind alsKriechkurve(Verformung gegen Zeit). Zu den wichtigsten Metriken gehören:
  • Kriechrate: Verformung pro Zeiteinheit (z. B. mm/stunde) während des sekundären Kriechens.
  • Kriechbrupturleben: Gesamtzeit bis zum Ausfall (wenn der Test bis zum Bruch läuft).
  • Gesamtkriechstamm: Die Gesamtdeformation vor dem Versagen.