Titelaufnahme

Titel
Langzeitkriechprüfanlage / von Dominik Piermayr
VerfasserPiermayr, Dominik
Begutachter / BegutachterinRequena, Guillermo Carlos ; Degischer, Hans-Peter ; Matyas, Kurt
Erschienen2011
Umfangvi, 122 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Dipl.-Arb., 2011
Anmerkung
Zsfassung in engl. Sprache
SpracheDeutsch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (DE)Kriechen / Verbundwerkstoffe / Zeitstandversuch / Kriechprüfanlage / MMC / Diffusion / Kriechmechanismen / Diffusionskriechen / Versetzungsgleiten / Versetzungskriechen
Schlagwörter (EN)creep / metal-matrix-composites / MMC / creep test / dislocation creep / diffusion creep
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-40064 Persistent Identifier (URN)
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Langzeitkriechprüfanlage [19.58 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Die Untersuchungen an neuen Materialien, wie zum Beispiel Metall-Matrix-Verbundwerkstoffen (MMC), haben bei Raumtemperatur vielversprechende technische Eigenschaften gezeigt (z.B.: höhere Festigkeit, höheres E-Modul,...). Um Aussagen über deren Eigenschaften unter Belastung bei erhöhter Temperatur treffen zu können, müssen verschiedene Tests durchgeführt werden. Einer dieser Tests ist der Zeitstandversuch nach DIN EN 10291.

Mit einem Zeitstandversuch können Werkstoffeigenschaften bestimmt werden wie zum Beispiel die Kriechdehnung und die Bruchzeit bei einer vorgeschriebenen Temperatur. Das Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnologie an der TU Wien besitzt seit über 10 Jahren eine Kriechprüfmaschine, die aus zwei Prüfstandsgruppen mit je 6 voneinander unabhängigen Einprobenprüfmaschinen besteht, wobei davon momentan nur 10 funktionsfähig sind. In dieser Arbeit wurden die für die Erwärmung der Kriechproben verwendeten Öfen durch neue Klapprohröfen ersetzt. Die elektrische Versorgung der Öfen musste aufgrund des neuen Innenwiderstands der Klapprohröfen neu gestaltet werden. Für spätere Bediener der Versuchsanlage wurde eine Montageanleitung für eine Neubestückung der Kriechmaschine mit einer Probe erstellt. Alle Kriechversuche wurden unter konstanter Belastung (konstante Kraft) bei 300 C und Luftatmosphäre durchgeführt (isothermes Kriechverhalten).

Zum Abschluss dieser Arbeit wurde das isotherme Kriechverhalten von einem Verbundwerkstoff BM 2124/SiC/25p<5m, welcher aus einer AlCu4 (2124) Legierung als Matrix und SiC Partikeln mit 25 Vol. % und einem Partikeldurchmesser < 5 m als Verstärkung bestand, untersucht. Dieser Werkstoff wurde mit einem Kugelmühlverfahren BM (Ball Milling) zerkleinert und gemischt und mittels Pulvermetallurgie (PM) hergestellt.

Die Proben wurden mit 70 MPa belastet.

Zusammenfassung (Englisch)

Tests of new materials such as metal matrix composites (MMC) have shown promising properties at room temperature (e.g.: higher strength, higher modulus).

In order to be able to make statements on their properties under load at elevated temperature, various tests must be run. One of these tests is the creep test according to DIN EN 10291. A creep test helps to determine material properties such as the creep strain and the breaking time at a prescribed temperature.

The Institute of Materials Science and Technology at the Vienna University of Technology have, for over 10 years, owned a creep rig which consists of 12 independent creep testing machines. At the moment, only 10 of the 12 machines are functional. In the context of this thesis, new furnaces for heating the creep samples were installed.

Because of the new internal resistance of the vertical split tube furnaces, the electric power supply of the furnaces had to be redesigned. For future operators of the plant, an assembly manual for placing new samples in the creep testing machine was created. All creep tests were done at constant loads (constant strengths) at 300 C and in air atmosphere (isothermal tensile creep test).

To conclude this thesis, the isothermal tensile creep behaviour of a metal matrix composite, BM 2124/SiC/25p<5m, was investigated. BM 2124/SiC/25p<5m consists of an AlCu4 alloy (AW 2124) as the matrix which is reinforced by 25 vol% SiC particles with a particle diameter of <5 m. This material was ground and blended by ball milling (BM) and was produced by powder metallurgy (PM). The creep samples were loaded with 70 MPa.