Krípovými zkouškami
Krípová zkouška neboli creepová zkouška známá též jako zkouška tečení je destruktivní metoda zkoušení materiálu pro stanovení dlouhodobé pevnosti a tepelné odolnosti materiálu. Při zkoušce krípem je vzorek po delší dobu vystaven zvýšené teplotě a zatížení při konstantní tahové síle nebo napětí.
V závislosti na délce trvání rozlišujeme krátkodobé zkoušky do cca 10 000 hodin a dlouhodobé zkoušky s délkou trvání delší než 10 000 hodin.
Cílem krípových zkoušek je předpovědět životnost materiálu za určitých provozních podmínek. Pro tento druh zkoušek ZwickRoell nabízí stroje pro krípové zkoušky špičkové úrovně, které byly vytvořeny v souladu s různými standardizovanými požadavky.
Definice krípu Charakteristické hodnoty Pevnost při krípu 3 fáze krípové zkoušky Přehled druhů zkoušek Tvary vzorků Odpovídající normy Zkušební stroje Často kladené otázky
Co znamená kríp?
Jako kríp neboli tečení se označuje plastická deformace materiálu, která probíhá po delší dobu. U materiálů, jako jsou například kovy, keramika, plasty atd. může i nízké zatížení spolu se zvýšenou teplotou působící po delší dobu vést k jejich trvalé deformaci.
Významný vliv mají na kríp tyto faktory:
- Rozsah zatížení
- Teplota
- Doba trvání působícího zatížení
Jaké charakteristické hodnoty se určují při krípových zkouškách?
- Čas do porušení
- Trvalá deformace
- Krípová deformace při porušení
- Krípové zúžení při porušení
- Mezní doba tečení
- Mezní doba deformace (mez kluzu)
- Krípový modul (poměr napětí a deformace v závislosti na době zatížení)
- Krípová pevnost
- Krípová deformace
- Napěťová relaxace
Co je krípová pevnost?
Krípová pevnost umožňuje stanovit životnost materiálu za určitých podmínek použití. Udává mechanické namáhání, které vede k poškození materiálu po určitou dobu při konstantní teplotě. Stanoví se krípovou zkouškou a má rozhodující vliv pro použití materiálů v různých aplikacích. U komponentů pro oblast leteckého průmyslu a motorů může i při vysokém zatížení a teplotách docházet jen k mírné deformaci. Jakmile však tyto součásti projdou krípovou deformací, nevrátí se do původního tvaru ani poté, co se zatížení odstraní. Pokud je materiál vystaven příliš velkému zatížení po dlouhou dobu, může to vést k trhlinám a následně k poškození.
Tři fáze krípové zkoušky
Krípová zkouška se dělí na tři oblasti – primární, sekundární a terciární kríp. Tyto krípové křivky poskytují informace o chování materiálu při krípu po určitou dobu.
V primární fázi se mechanická pevnost materiálu zvyšuje v důsledku plastické deformace a poté se rychlost tečení snižuje.
S postupující deformací a dobou trvání zkoušky dochází postupně ke zpevňování a měknutí. Tato oblast je charakterizována konstantní rychlostí tečení a označuje se jako sekundární fáze krípu.
V terciární fázi krípu se v důsledku poškození materiálu rychlost tečení výrazně zvyšuje, až je ukončena lomem vzorku. Terciární kríp trvá s ohledem na životnost materiálu pouze krátkou dobu Největší část celkové životnosti materiálu zaujímá sekundární kríp.
Přehled často prováděných zkoušek
Krípovými zkouškami
Modelování deformace
Zkouška napěťové relaxace
Zkouška šíření krípové trhliny
Únavová zkouška při krípu (CF)
Únavová zkouška šíření krípové trhliny (CFCG)
Zkoušky termomechanické únavy (TMF)
Normy pro krípové zkoušky kovových materiálů
Požadavky a postup provádění krípových zkoušek jsou specifikovány v řadě norem ISO a ASTM pro oblast kovů a plastů.
- ISO 204: Kovové materiály – Zkoušení tečení jednoosým tahem
- ASTM E139: Standardizované zkušební metody pro provádění krípových zkoušek, lomových a napěťových zkoušek kovových materiálů
- EN 2002-005: Metoda pro zkoušení kovových materiálů – Část 005: Nepřerušované krípové zkoušky a zkoušky pod zatížením do porušení
- ASTM E328: Standardizované zkušební metody pro provádění zkoušek napěťové relaxace materiálů a konstrukcí
- ISO 15630-3 : Ocel pro výztuž a předpínání do betonu – Zkušební metody
- ASTM G129: Standardizovaný postup pro provádění zkoušek kovových materiálů s pomalou rychlostí deformace a pro hodnocení náchylnosti k praskání vlivem prostředí
- ASTM F519 : Standardizovaná zkušební metoda pro mechanické hodnocení vodíkové křehkosti při procesech pokovování a povlakování a v provozním prostředí
- ASTM F1624 : Standardizovaná zkušební metoda pro měření meze pro vodíkovou křehkost ocelí postupným zatěžováním
- ASTM E1457: Standardizovaná metoda měření doby růstu krípových trhlinách ve slitinách kovů
- ASTM E2760: Standardizovaná metoda pro zkoušky šíření trhliny při krípové únavě
- ASTM E647 : Standardizovaná metoda měření růstu únavové trhliny
- ASTM E2714: Standardizovaná metoda pro provádění únavových zkoušek při krípu
- ASTM E606 : Standardizovaná zkušební metoda pro únavové zkoušky s řízenou deformací
- ISO 12106 : Kovové materiály – Zkoušení únavy – Metoda řízení osové deformace
- Předpis postupu pro deformačně řízenou tepelně-mechanickou únavovou zkoušku
- ISO 12111 : Kovové materiály – Zkoušení únavy – Metoda zkoušení termomechanické únavy řízenou deformací
- ASTM E2368: Standardizovaný postup pro deformačně řízené termomechanické únavové zkoušky
Normy pro krípové zkoušky plastů
- ISO 899-1 : Plasty – Stanovení krípového chování – Část 1: Kríp v tahu
- ISO 899-2 : Plasty – Stanovení krípového chování – Část 2: Kríp v ohybu při tříbodovém zatížení
- ASTM D2990: Standardizované zkušební metody pro krípové zkoušky v tahu, tlaku a ohybu a lomové zkoušky plastů
- ISO 16770: Plasty – Stanovení enviromentálního stresového praskání (ESC) polyethylenu – a zkouška full notch creep test (FNCT)
- ISO 3384-1: Pryž, vulkanizovaný nebo termoplastický elastomer – Stanovení relaxace napětí v tlaku
Často kladené dotazy ke krípovým zkouškám
Krípová zkouška je destruktivní metoda zkoušení materiálu, která slouží pro stanovení dlouhodobé pevnosti a tepelné odolnosti materiálu. Při zkoušce krípem je vzorek po delší dobu vystaven zvýšené teplotě a zatížení při konstantní tahové síle nebo napětí.
Cílem krípových zkoušek je předpovědět životnost materiálu za určitých provozních podmínek.
Při krípové zkoušce je vzorek po delší dobu vystaven zvýšené teplotě a konstantnímu tahovému zatížení nebo tahovému napětí. V závislosti na délce trvání rozlišujeme krátkodobé zkoušky do cca 10 000 hodin a dlouhodobé zkoušky s délkou trvání přesahující 10 000 hodin.
K provádění těchto zkoušek se používají krípové stroje. Zkušební osy jsou vybaveny upínacími čelistmi pro zkoušky tahem, které dokáží spolehlivě upnout vzorky bez prokluzování. V závislosti na požadavcích a zkoušce jsou k dispozici různé systémy ohřevu, které simulují různé okolní teploty.
Zkušební požadavky a průběh krípových zkoušek jsou specifikovány v řadě norem ISO a ASTM pro oblast kovů a plastů.
Jako kríp neboli tečení se označuje plastická deformace materiálu, která probíhá po delší dobu. U materiálů, jako jsou například kovy, keramika, plasty atd. může i nízké zatížení a zvýšená teplota působící po delší dobu vést k jejich trvalé deformaci.
Významné ovlivňující faktory:
- Rozsah zatížení
- Teplota
- Doba trvání působícího zatížení
