Kriechen in Kunststoffmaterialien

 Was ist Kriechen in Kunststoffmaterialien?

Kriechen in Kunststoffmaterialien wird manchmal als Kaltfluss bezeichnet.

Viskosität

Die Viskosität einer Flüssigkeit ist ein Maß für ihren Widerstand gegen allmähliche Verformung durch Scher- oder Zugspannung. Viskoelastisches Verhalten ist die Eigenschaft eines Materials, bei Verformung sowohl viskose als auch elastische Eigenschaften zu zeigen. Der Unterschied zwischen Kunststoffen und anderen Materialien besteht darin, dass Kunststoffe ein zeitabhängiges viskoelastisches Verhalten zeigen. Ein Material kann sich verformen, wenn es langfristig hohen Belastungen ausgesetzt ist, die noch unter der Streckgrenze oder Streckgrenze des Materials liegen. Die Streckgrenze oder Streckgrenze eines Materials ist definiert als die Spannung, bei der sich dieses Material dauerhaft zu verformen beginnt.

Verformung

Unter Verformung versteht man jede Formänderung eines Objekts aufgrund einer aufgebrachten Kraft oder einer Temperaturänderung. Zugkräfte können eine der Hauptursachen für Verformungen sein. Diese Zugkräfte werden manchmal als Zugkräfte, Druckkräfte (Druckkräfte) sowie als Scher-, Biege- oder Torsionskräfte (Verdrehung) bezeichnet. Verformung wird oft als „Beanspruchung“ bezeichnet. Das Material wird sich vor der Streckgrenze elastisch verformen. Es kehrt in seine ursprüngliche Form zurück, wenn die angelegte Spannung entfernt wird. Sobald die Streckgrenze überschritten ist, ist ein Teil der Verformung dauerhaft und nicht reversibel.

Kriecharten

Es gibt verschiedene Arten von Kriechen. Das Nabarro-Hering-Kriechen ist eine stark temperaturabhängige Form des Diffusionskriechens. Koblenkriechen ist eine zweite Form des diffusionskontrollierten Kriechens. Es ist immer noch temperaturabhängig, aber nicht so stark wie das Nabarro-Hering-Kriechen. Harper-Dorn-Kriechen wurde in Aluminium-, Blei- und Zinnsystemen sowie in einigen Keramiken, Eis und einigen Loten beobachtet. Die ersten beiden Arten des Kriechens sind korngrößenabhängig, während das Harper-Dorn-Kriechen abhängig von der Versetzungsbewegung ist.

Phasen des Kriechens

Kriechen ist einer der am häufigsten untersuchten Langzeit-Eigenschaftstests. Es tritt nicht plötzlich auf, sondern resultiert aus einer langfristigen Belastungsanwendung. Es handelt sich also um eine zeitabhängige Verformung. Es gibt drei Phasen des Kriechens. In der ersten Stufe, die als „Primary Creep“ bezeichnet wird, ist die Dehnungsrate zunächst relativ hoch, verlangsamt sich jedoch mit der Zeit. Sekundäres Kriechen tritt mit einer relativ gleichmäßigen Rate auf und wird an dieser Stelle „Kriechdehnungsrate“ genannt. Schließlich tritt tertiäres Kriechen mit einer beschleunigten Kriechrate auf und endet, wenn das Material bricht oder reißt.

Verformungsrate

Es gibt mehrere Funktionen eines Materials, die die Verformungsrate aufgrund von Kriechen bestimmen. Dazu gehören die Eigenschaften des Materials, die Einwirkzeit, die Einwirkungstemperatur und die aufgebrachte Strukturlast. Tatsächlich kann die Verformung in Abhängigkeit von der aufgebrachten Belastung, der Dauer der Anwendung, der Temperatur und der aufgebrachten strukturellen Belastung so groß sein, dass ein Bauteil die Anwendung, für die es ausgelegt ist, nicht mehr erfüllen kann.

Turbinenschaufeln

Diese Anwendung ist ein Beispiel. Das Kriechen kann so groß sein, dass die Klinge im Laufe der Zeit mit dem Gehäuse in Kontakt kommt und die Klinge versagt. Kriechen kann jedoch nicht zu einem Fehlermodus führen. Dies kann in Beton wünschenswert sein, da es Zugspannungen abbaut, die zu Rissen führen könnten.

Kriechen ist nur eine Überlegung bei der Bestimmung des richtigen Kunststoffs für Ihr Projekt. Bei Craftech stehen Ihnen unsere Mitarbeiter bei der richtigen Materialauswahl für Ihre Anwendung zur Verfügung. Rufen Sie uns an, faxen oder mailen Sie uns.

Fragen? Kommentare? Lass es mich im Kommentarbereich unten wissen.

Suchen Sie nach weiteren Informationen zu den Eigenschaften von Kunststoffmaterialien? Laden Sie unseren kostenlosen Leitfaden herunter!