Kriechkurven

Im Zeitstandversuch wird bei konstanter Temperatur die Zeitdauer \(t\) ermittelt, die bei gegebener Spannung \(\sigma\) zu einem bestimmten (plastischen) Dehnbetrag \(\epsilon\) oder zum Bruch der Probe führt. Hierfür wird in regelmäßigen Zeitabständen der plastische Verformungsanteil der Probe gemessen, die Kriechdehnung. Diese Vorgehensweise wird an mehreren identischen Proben mit unterschiedlichen Spannungen wiederholt, wobei die Prüftemperatur in allen Fällen unverändert bleibt. Die erhaltenen zeitlichen Verläufe der Kriechdehnungen werden auch als Kriechkurven bezeichnet. Aufgrund der großen Wertebereiche wird das Diagramm meist in einem doppellogarithmischen Maßstab ausgeführt.

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Abbildung: Spannung-Dehnungs-Verlauf im Kriechversuch

Aus den Kriechkurven können anschließend die zu einer bestimmten plastischen Dehnung oder zum Bruch führenden Zeitwerte in ein separates Zeit-Spannungs-Diagramm übertragen werden. Diese Diagrammform wird dann auch als Zeitstandfestigkeits-Diagramm oder kurz als Zeitstandschaubild bezeichnet. Bei gegebener Einsatzdauer kann aus diesem Diagramm die Spannung ermittelt werden, die nach Ablauf der Einsatzdauer zu einer bestimmten Dehnung (Zeitdehngrenze) oder zum Bruch der Probe führt (Zeitstandfestigkeit). Beachte, dass Zeitstanddiagramme immer nur für eine bestimmten Temperatur gelten!

Eine Zeitdehngrenze in der Angabe Rp1/10.000h/400°C = 170 N/mm² bedeutet, dass sich der Werkstoff bei einer Temperatur von 400 °C um 1 % plastisch dehnt, wenn dieser einer Spannung von 170 N/mm² für 10.000 Stunden ausgesetzt wird. Die Angabe einer Zeitstandfestigkeit von bspw. Ru/10.000h/500°C = 74 N/mm² meint, dass der Werkstoff bei einer Temperatur von 500 °C einer Belastung von 74 N/mm² für insgesamt 10.000 Stunden standhalten kann bevor er bricht. Beachte, dass es bei Zeitstandversuchen keine Dauer(stand)festigkeiten wie bspw. bei Dauerschwingversuch gibt, d.h. die Probe wird bei noch so geringen Spannungen früher oder später immer plastische Verformungen davontragen oder zu Bruch gehen.

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Abbildung: Zeitstand-Diagramm

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