Kriechversuche

Kriechversuche sind experimentelle Verfahren zur Bestimmung des Kriechverhaltens von Werkstoffen bei erhöhten Temperaturen. Ziel ist es, die zeitabhängige Verformung unter konstanter Belastung und Temperatur zu charakterisieren und daraus Lebensdauer abzuleiten.

Durchführung: Eine Probe mit definiertem Querschnitt wird in einen Hochtemperaturofen gebracht. Eine konstante Last wird meist durch Gewichte oder eine servoelektrische Vorrichtung angelegt. Die Temperatur wird konstant gehalten und überwacht. Je nach Material erfolgt Luft-, Schutzgas- oder Vakuumatmosphäre. Die Verformung wird über Extensometer oder Dehnungsmessstreifen erfasst. Tests dauern typischerweise von einigen zehn bis zu tausenden Stunden.

Daten und Auswertung: Das Kriechverhalten wird als Kriechkurve ε(t) oder als Kriechrate ε̇(t) dargestellt. Typische Phasen sind Primärkriechung (abnehmende Rate), Sekundärkriechung (stetige Rate) und Tertiärkriechung (Beschleunigung bis zum Bruch). Als Lebensdauerkennwerte dienen maximale Dehnung oder Zeit bis zum Bruch. Modelle beschreiben ε̇ als Funktion von σ und T; gängige Ansätze verwenden entsprechende Gesetzmäßigkeiten.

Standards und Materialien: Kriechversuche erfolgen nach Normen von ISO, DIN, ASTM. Sie gelten für Metalle, Legierungen, Keramiken und Polymere, vor allem für Bauteile in hohen Temperaturen.

Anwendungen: Kennwerte aus Kriechversuchen unterstützen Auslegung, Lebensdauerabschätzung und Materialauswahl für Turbinen, Druckbehälter, Kraftwerke und Raumfahrt.

Einschränkungen: Die Tests erfordern lange Laufzeiten, präzise Temperatur- und Lastführung; Ergebnisse hängen stark von Mikrostruktur, Umgebung und Probenvorbereitung ab.