Beschreibung

Kriechkurve waehrend eines Zeitstandversuchs und Gefuegevorgaenge

Anmerkung eines Lesers:

Die Kriechkurve darf erst bei einer bestimmten elastischen Vordehnung Epsilon_e > 0 beginnen, nicht schon bei 0! Grundvoraussetzung für Kriechen ist ja die Verfestigung infolge Versetzungsreaktionen (durch plast. Verformung) - bis die Dehn- bzw. Streckgrenze erreicht wird (nimmt mit zunehmender Temperatur ab) findet aber schon eine elastische Dehnung statt! Diese Dehnung würde bei T<T_kriech unendlich lange beibehalten für T>T_kriech nimmt die plast. Dehnung mit der Zeit aber zu. Die Dehnung für t=0 muss in diesem Diagramm also der elast. Vordehnung entsprechen.

2. Anmerkung (des Autors): Die obige Anmerkung ist für den Fall der Gesamtdehnung ${\displaystyle \varepsilon _{ges}}$ oder bleibender Dehnung ${\displaystyle \varepsilon _{per}}$ korrekt, wenn die Zeitmessung nach dem Aufbringen der Prüflast beginnt (t=0) und der Werkstoff beim Zeitstandversuch keine plastische Anfangsdehnung (${\displaystyle \varepsilon _{i}}$) zeigt. Der Verlauf der bleibenden Dehnung ${\displaystyle \varepsilon _{per}=\varepsilon _{i}+\varepsilon _{f}}$ beginnt dann bei Werten > 0, die aber nicht zwingend der elast. Vordehnung ${\displaystyle \varepsilon _{e}}$ entsprechen müssen, da viele Werkstoffe, z.B. austenitische Stähle oder Nickelbasislegierungen, bei technisch relevaten mechanischen Spannungen bereits plastische Anfangsdehnungen ${\displaystyle \varepsilon _{i}}$ zeigen. Für den Fall der Auftragung der Kriechdehnung ${\displaystyle \varepsilon _{f}}$ gilt jedoch: Die Kriechkurve muss in jedem Fall bei Null beginnen, da es ja um die irreversible Dehnung durch zeitabhängige Gefügevorgänge handelt. In dem Bild ist die Gesamtdehnung ${\displaystyle \varepsilon _{ges}=\varepsilon _{e}+\varepsilon _{i}+\varepsilon _{f}}$ bei Prüftemperatur vor dem Aufbringengen der Prüflast gezeigt. Der Zeitstandversuch nach DIN EN 10291 läuft in der nichtunterbrochenen Versuchstechnik mit kontinuierlicher Dehnungsmessung folgendermaßen ab:

• Erwärmung der Probe auf Prütemperatur: Probe, Einspann- und Prüfteile und Wegaufnehmer sind im Gleichgewicht zu bringen
• Abgleich der Wegmessung: hier ist Gesamtdehnung Null !
• Aufbringen der Prüflast: zuerst: ${\displaystyle \varepsilon _{ges}}$ = 0, dann ${\displaystyle \varepsilon _{ges}=\varepsilon _{e}+\varepsilon _{i}+\varepsilon _{f}}$ > 0
• Durchführung bis Versuchsende: ${\displaystyle \varepsilon _{ges}=f(t)}$ > 0, Kraft und Temperatur sind konstant zu halten.

Gemessen wird hier also die Gesamtdehnung ${\displaystyle \varepsilon _{ges}}$. Die Kriechdehnung ${\displaystyle \varepsilon _{f}}$ oder die bleibende Dehnung ${\displaystyle \varepsilon _{per}}$ müssen mithilfe der elastischen Dehnung ${\displaystyle \varepsilon _{e}}$ und der plastischen Anfangsdehnung ${\displaystyle \varepsilon _{i}}$ berechnet werden.

Bei unterbrochener Versuchstechnik wird die Probe zu bestimmten Zeiten ausgebaut, bei Raumtemperatur optisch vermessen und dann wieder in die Maschinen eingebaut und belastet. Hierbei wird die bleibende Dehnung ${\displaystyle \varepsilon _{per}}$ direkt gemessen. Die Kriechkurve beginnt hier bei t > 0 (z.B. 100 h) und einer bleibenden Dehnung ${\displaystyle \varepsilon _{per}}$ > 0.

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