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Zeit-Temperatur-Umwandlungs-Schaubild

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Zeitdehngrenze Rp

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Zeitstandschaubild

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Zeitstandverhalten

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Das Zeitstandverhalten beschreibt die langfristige Warmfestigkeit der Werkstoffs und damit sein Kriechverhalten. Geprüft wird das Zeitstandverhalten im Zeitstandversuch. Das Zeitstandverhalten ist enorm wichtig für Bauteile, die langzeitig hohen Temperaturen ausgesetzt sind, bspw. Rohrleitungen in einem Kraftwerk. Über die vorgesehene Lebensdauer solcher Komponenten, z.B. 25 Jahre, muss das Zeitstandverhalten der eingesetzten Werkstoffe geprüft und bekannt sein. Da eine Zeitstandprüfung über derart lange Zeiträume problematisch ist, versucht man, die Lebensdauer aus gewonnenen Kurzzeitdaten statistisch abgesichert zu extrapolieren.

s. Zeitstandversuch
   

Zeitstandversuch

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Im Zeitstandversuch wird bei konstanter Prüfkraft und Temperatur das Kriechen der Werkstoffe untersucht. Bei Kriechvorgängen in Metallen handelt es sich um thermisch aktivierte Vorgänge im Metallgitter, d.h. sie sind temperatur- und zeitabhängig und können nicht verhindert werden. Daher haben metallische Bauteile, die über einen langen Zeitraum auf hoher Betriebstemperatur sind, eine endliche Lebensdauer. Ziel des Zeitstandversuches ist es u.a., die Lebensdauer bei bestimmten Parametern vorherzusagen.
Metallische Werkstoffe werden überwiegend im Zeitstandversuch unter Zugspannung geprüft (DIN 50118). Die Probe wird mit einer definierten Zugspannung belastet und über einen um die Probe klappbaren Ofen auf die Zieltemperatur erwärmt. Die Messgröße ist die Kriechdehnung der Probe, die aufgezeichnet bzw. in periodischen Abständen gemessen wird. Der Versuch wird spätestens mit dem Bruch der Probe, sonst nach Erreichen eines bestimmten Dehnungsbetrages oder einer vorgegeben Zeit beendet. Variiert man nun die Spannung, ergibt sich daraus ein Zeitstanddiagramm, aus dem für den eingesetzten Werkstoff und die gewählte Temperatur die Zeitstandfestigkeit und die Zeitdehngrenzen entnommen werden können.

Beide Kennwerte werden nach folgendem System angegeben (Beispiele):

Zeitstandfestigkeit:
Rm/10000/600 = 55 MPa; bei einer Temperatur von 600°C hat eine Spannung von 55 MPa nach 10000 h zum Bruch der Probe geführt.

Zeitdehngrenze:
Rp0,2/10000/600 = 35 MPa; bei einer Temperatur von 600°C hat eine Spannung von 35 MPa nach 10000 h zu einer plastischen Dehnung der Probe um 0,2% geführt.

Die Zeitdehngrenzen werden oft auch für 1% Dehnung angegeben.

   
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Zur Verfügung gestellt von der BDS AG - Bundesverband Deutscher Stahlhandel.