Kruiptest
De kruiptest, soms spanningsrelaxatietest genoemd, is een destructieve materiaaltest voor bepaling van de sterkte over lange perioden en de hittebestendigheid van een materiaal. Bij het uitvoeren van een kruiptest wordt het sample blootgesteld aan verhoogde temperatuur voor een lange periode, en hierbij belast met een constante trekkracht of trekspanning. Naargelang de duur wordt een onderscheid gemaakt tussen korte tests tot ongeveer 10.000 uren en lange tests vanaf ongeveer 10.000 uren.
Het doel van een kruiptest is de levensduur van een materiaal te voorspellen bij bepaalde gebruiksomstandigheden. Voor het uitvoeren van kruiptests volgens de vereisten van verschillende normen, levert ZwickRoell uiterst precieze kruiptestmachines.
Definitie van kruip Karakteristieke waarden Kruipsterkte 3 fases van een kruiptest Overzicht van testtypes Samplevormen Relevante normen Testmachines FAQ
Wat wordt bedoeld met kruip?
Kruip is de term voor de plastische vervorming van een materiaal over een lange periode. Zelfs kleine belastingen kunnen bij verhoogde temperatuur op lange termijn permanente vervorming veroorzaken van materialen zoals metaal, keramiek, kunststof, enz.
De volgende factoren hebben een aanzienlijke invloed op de kruipeigenschappen:
- Hoogte van de belasting,
- Temperatuur, en
- Duur van de belasting.
Welke karakteristieke waarden worden bepaald tijdens een kruiptest?
- Tijd tot breuk
- Permanente rek
- Kruipbreukrek
- Kruipbreukinsnoering
- Kruipgrenstijd
- Rekgrenstijd (vloeigrens)
- Kruipmodulus (de verhouding van de spanning tot de rek als functie van de duur van de belasting)
- Kruipsterkte
- Kruiprek
- Spanningsrelaxatie
Wat is kruipsterkte?
De kruipsterkte geeft een indicatie van de levensduur van een materiaal onder bepaalde gebruiksomstandigheden. Ze toont de mechanische spanningswaarde die breuk in het materiaal veroorzaakt bij constante temperatuur na een bepaalde tijd. Deze waarde wordt bepaald via kruiptests en is cruciaal voor het gebruik van materialen in verschillende toepassingen. Onderdelen voor de lucht- en ruimtevaart of voor motoren ondergaan slechts minimale vervormingen, zelfs bij hoge belastingen. Als een onderdeel kruiprek vertoont, zal het zijn originele vorm niet opnieuw aannemen, zelfs wanneer de belasting wordt weggenomen. Als een materiaal te veel spanning ervaart over een lange periode, kunnen scheurvorming of breuk optreden.
De drie fasen van de kruiptest
De kruiptest wordt opgedeeld in drie fasen - primaire kruip, secundaire kruip en tertiaire kruip. De kruipcurves leveren informatie over het kruipgedrag over een bepaalde tijdsduur.
In de primaire kruipfase verhoogt de mechanische sterkte van het materiaal door de plastische vervorming, en neemt de kruipsnelheid dus af.
Bij hogere rek en langere testduur treden versteviging en verzachting in. Deze fase wordt gekenmerkt door een constante kruipsnelheid en wordt de secundaire kruipfase genoemd.
Tijdens de tertiaire kruipfase ontstaat schade aan het materiaal en verhoogt de kruipsnelheid aanzienlijk tot breuk optreedt. De tertiaire kruipfase duurt slechts heel kort in vergelijking met de levensduur van het materiaal. De secundaire kruipfase omvat het grootste deel van de levensduur.
Overzicht van vaak gebruikte testtypes
Kruiptest
Rekmodellering
Spanningsrelaxatietest
Kruip-scheurgroeitest
Kruip-vermoeiingstest (CF)
Kruip-vermoeiing-scheurgroeitest (CFCG)
Thermomechanische vermoeiingstest (TMF)
Relevante normen voor kruiptests op metaal
De vereisten aan en de uitvoering van kruiptests staan beschreven in een reeks ISO normen en ASTM normen voor metalen en kunststoffen.
- ISO 204 Metaal – Uniaxiale kruiptest in trekrichting
- ASTM E139 Standaard Testmethoden voor het uitvoeren van kruip-, kruip-scheur en spanning-scheurtests op metalen
- EN 2002-005 Testmethode voor metalen - Deel 005: Ononderbroken kruip- en spanning-scheurtests
- ASTM E328 Standaard Testmethod en voor spanningsrelaxatie in materialen en structuren
- ISO 15630-3 Staal voor wapening en voorgespannen beton - Testmethoden
- ASTM G129 Standaard methode voor trage reksnelheidstests ter evaluatie van de vatbaarheid van metalen voor scheurvorming onder invloed van de omgeving
- ASTM F519 Standaard testmethode voor mechanische waterstofverbrossing van coatingprocessen en dienstomgevingen
- ASTM F1624 Standaard testmethode voor meting van waterstofverbrossingsaanvang in staal bij incrementele stapsgewijze belasting
- ASTM E1457 Standaard testmethode voor meting van kruip-scheurgroeitijden in metaal
- ASTM E2760 Standaard testmethode voor kruip-vermoeiing-scheurgroeitests
- ASTM E647 Standaard testmethode voor meting van vermoeiingsscheurgroeisnelheden.
- ASTM E2714 Standaard testmethode voor kruip-vermoeingstests
- ASTM E606 Standaard testmethode voor rekgestuurde vermoeiingstests
- ISO 12106 Metaal - Vermoeiingstests - Axiale rekgestuurde methode
- Gevalideerde werkwijze voor rekgestuurde thermomechanische vermoeiingstest
- ISO 12111 Metalen - Vermoeiingstests - Rekgestuurde testmethode voor thermomechanische vermoeiingstests
- ASTM E2368 Standaard werkwijze voor rekgestuurde thermomechanische vermoeiingstests
Relevante normen voor kruiptests op kunststof
- ISO 899-1 Bepalen van kruipeigenschappen - Deel 1: Trekkruip
- ISO 899-2 Bepalen van kruipeigenschappen - Deel 2: Buigkruip met driepunts belasting
- ASTM D2990 Standaard testmethode voor trek-, druk- en buigkruiptests en kruip-scheurtests op kunststoffen
- ISO 16770 Kunststoffen – Bepaling van spanningsscheuren onder invloed van de omgeving (ESC) van polyethyleen – Kruiptest met volle kerf (FNCT)
- ISO 3384-1 Rubber, gevulkaniseerd of thermoplastisch – Bepaling van spanningsrelaxatie in drukrichting
Vaak gestelde vragen over kruiptests
De kruiptest is een destructieve materiaaltest voor bepaling van de sterkte over lange perioden en de hittebestendigheid van een materiaal. Bij het uitvoeren van een kruiptest wordt het sample blootgesteld aan verhoogde temperatuur voor een lange periode, en hierbij belast met een constante trekkracht of trekspanning.
Het doel van een kruiptest is de levensduur van een materiaal te voorspellen bij bepaalde gebruiksomstandigheden.
Bij het uitvoeren van een kruiptest wordt het sample blootgesteld aan verhoogde temperatuur voor een lange periode, en wordt het hierbij belast met een constante trekkracht of trekspanning. Naargelang de duur wordt een onderscheid gemaakt tussen korte tests tot ongeveer 10.000 uren en lange tests vanaf ongeveer 10.000 uren.
Voor het uitvoeren van deze tests gebruiken we een kruiptestmachine. De test-assen zijn uitgerust met trekklemmen om het sample zonder glijden vast te houden. Afhankelijk van de vereisten en de test, kunnen verschillende verwarmingssystemen gebruikt worden om verschillende omgevingstemperaturen te simuleren.
De vereisten aan en de uitvoering van kruiptests, soms spanningsrelaxatietests genoemd, staan beschreven in een reeks ISO normen en ASTM normen voor metalen en kunststoffen.
Kruip is de term voor de plastische vervorming van een materiaal over een lange periode. Zelfs kleine belastingen kunnen bij verhoogde temperatuur op lange termijn permanente vervorming veroorzaken van materialen zoals metaal, keramiek, kunststof, enz.
Belangrijke invloedsfactoren:
- Hoogte van de belasting,
- Temperatuur, en
- Duur van de belasting.
