Die Krümpfmüdigkeitsprüfmaschine ist ein Präzisionsgerät zur Simulation des Ausfallverhaltens von Materialien bei hohen Temperaturen und kreisförmigen Belastungen. Sein Arbeitsprinzip ist die Kombination von dynamischen Zykluslasten für Müdigkeitsprüfungen und statischen konstanten Lasten für Kriegprüfe.
1. Arbeitsprinzip der Testmaschine
Das Kernsystem der Testmaschine umfasst:
Lastsystem: Präzise steuerbare axiale Zieh-Zieh- oder Zieh-Druck-Kreislast auf die Probe durch Servomotor oder Hydraulikzylinder.
Heizsystem: Normalerweise wird ein Hochfrequenz-Induktions- oder Widerstandsofen verwendet, um die Probe zu erhitzen und bei der Zieltemperatur zu stabilisieren (in der Regel mehr als 0,3 Mal höher als der Schmelzpunkt des Materials).
Mess- und Steuersysteme: Hochpräzise Sensoren überwachen in Echtzeit Lasten, Spannungen (in der Regel mit Auszugsstängen, die Proben anschließen) und Temperaturen und stellen durch ein geschlossenes Regelsystem sicher, dass die Prüfparameter strikt in der vorgegebenen Wellenform laufen (einschließlich Last, Haltezeit).
Eine typische Wellenform für den Creep-Müdigkeitstest ist die Einführung einer Haltezeit bei Spitzenlast oder Tallast in einem Müdigkeitszyklus. Während dieser Zeit ist die Last konstant, aber das Material wird durch hohe Temperaturen kontinuierlich kriechend verformt, wodurch eine kriechende Schädigung eingeführt wird.
II. Analyse der Mechanismen der Wechselwirkung zwischen Krümpfung und Müdigkeit
Die Kriech-Müdigkeit-Wechselwirkung bezieht sich darauf, dass die beiden Schädigungsmechanismen nicht einfach überlagert werden, sondern einander beschleunigen, was zu einer wesentlich geringeren Lebensdauer des Materials führt als die reine Müdigkeit oder reine Kriech-Prognose. Seine Mikromechanismen stammen hauptsächlich aus:
Kristallschiebe und hohlförmige Kerne: In der Dehnungsphase des Müdigkeitszyklus verursachen die Zusammenwirkung von hohen Temperaturen und konstanten Spannungen ein Kristallschiebe und erzeugen eine Spannungskonzentration an Kristallhindernissen (z. B. Zweitphasenpartikel, Dreikristall-Kreuzungspunkte), was zu einem kriechenden hohlförmigen Kern führt. Die anschließende Kreislast beschleunigt das Wachstum und die Verbindung dieser Löcher.
Umweltoxidation und Rissverbreitung: Hochtemperaturumgebung verursacht eine starke Oxidation der Materialoberfläche. Während der Haltezeit verbreitet sich Sauerstoff entlang der Kristallgrenze und bildet zerbrechliche Oxide, die die Kristallgrenzenstärke schwächen. Die wiederkehrende plastische Verformung durch den Müdigkeitszyklus zerstört die Oberflächenoxidfolie, setzt frische Metalle aus und führt zur Entstehung und Ausdehnung von oxidativen Kristallrissen.
Spannungslocknung und Umverteilung: Während der Haltezeit wird die Spannung im Inneren des Materials aufgrund der Kriechdeformation entspannt. Wenn sich die Belastung erneut ändert, muss die Spannung neu verteilt werden, und dieser wiederholte Prozess der Entspannung-Umverteilung verschärft die Schadensakumulation der Mikrostruktur.
Zusammenfassend simuliert die Krümpfmüdigkeitsprüfmaschine die Arbeitsbedingungen physisch mit "Zykluslast + Dauerlast". Die Natur seines Wechselwirkungsmechanismus besteht darin, dass die Müdigkeitslast den Kernplatz und die Antriebskraft für Kriechsverletzungen (Löcher, Oxidation) liefert; Der Krümpfprozess (Löcher, oxidative Zerbrechung) schafft wiederum Abkürzungen für die Entstehung und Ausdehnung von Müdigkeitsrissen, die sich zusammenwirken und schließlich zu einem frühen Ausfall des Materials führen.