Pengujian creep suhu tinggi hingga +1.500°C
Studi Kasus
- Pelanggan:Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
- Lokasi: Magdeburg, Jerman
- Industri:Lembaga Penelitian & Akademisi
- Topik:Karakterisasi mekanik material inovatif suhu tinggi
Februari 2026
Pengembangan material suhu tinggi modern merupakan komponen kunci dalam kemajuan teknologi di bidang energi dan teknik kedirgantaraan. Pengujian mekanik material suhu tinggi menuntut teknologi pengujian dan sistem pengukuran dengan standar yang sangat tinggi. Pada temperatur hingga +1.500°C, oksidasi, gradien suhu, dan pengaruh lingkungan dapat secara signifikan memengaruhi hasil pengukuran. Pada saat yang sama, penerapan konsep material modern sering kali memerlukan geometri spesimen yang sangat kecil, kecepatan pengujian yang sangat rendah, serta pengujian fatigue dan creep. Dengan latar belakang tersebut, Chair of High Temperature Materials di Institute for Materials, Technologies and Mechanics (IWTM) pada Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg telah merencanakan untuk mengakuisisi mesin uji material yang sesuai sejak tahun 2019.
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg (OVGU) adalah universitas negeri di Saxony-Anhalt, Jerman, yang didirikan pada tahun 1993 melalui penggabungan beberapa universitas. Universitas ini mencakup berbagai bidang pengajaran dan penelitian, termasuk teknik, ilmu alam, kedokteran, bisnis, dan humaniora.
The Professorship of High Temperature Materials berada dalam struktur ini, tepatnya di Institute for Materials, Technologies and Mechanics (IWTM). Sebagai unit penelitian yang terspesialisasi, kelompok kerja ini berfokus pada penelitian, pengembangan, karakterisasi, dan evaluasi material untuk aplikasi yang menuntut. Fokus utama adalah pada pengujian mekanik dan termomekanik pada temperatur tinggi.
Laboratorium menyediakan infrastruktur pengujian yang komprehensif serta metode modern untuk karakterisasi material logam, intermetalik, dan material komposit. Salah satu fokus penelitian utama adalah investigasi material inovatif suhu tinggi, seperti material berbasis logam refraktori, serta penentuan karakteristik mekaniknya pada temperatur hingga +1.500°C.
Pekerjaan eksperimental ini dilengkapi dengan analisis pendukung, pemodelan, dan simulasi. Berdasarkan hal tersebut, OVGU menyediakan layanan penelitian dan pengujian yang andal, serta peluang kolaborasi antara industri dan dunia penelitian.
Persyaratan untuk teknologi pengujian
Chair of High Temperature Materials di Institute for Materials, Technologies and Mechanics (IWTM) pada Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg meneliti material untuk aplikasi yang menuntut, khususnya di bidang energi dan suhu tinggi. Oleh karena itu, untuk penelitian eksperimental dasar, diperlukan sistem pengujian yang memungkinkan pengujian yang bergantung pada waktu dan temperatur dalam kondisi atmosfer terkontrol — secara andal, dapat direproduksi, dan sesuai standar.
Sejak didirikannya Professorship of High Temperature Materials pada Oktober 2019, telah direncanakan pembelian mesin uji creep baru untuk pengujian material suhu tinggi hingga +1.500°C.
Tujuannya adalah mengembangkan sistem pengujian untuk uji tarik, kompresi, dan lentur, serta uji creep, pada temperatur hingga +1.500°C. Selain rentang temperatur yang luas, dibutuhkan kontrol gaya dan regangan yang stabil pada kecepatan deformasi yang sangat rendah, serta pengukuran regangan yang presisi pada spesimen berukuran kecil.
Selain itu, pengujian harus dilakukan sesuai standar untuk memastikan reproduktibilitas dengan hasil penelitian internasional dan standar pengujian industri. Sistem juga harus memungkinkan pengujian baik dalam kondisi vakum tinggi maupun lingkungan gas inert, untuk meminimalkan oksidasi dan pengaruh lingkungan secara spesifik.
Solusi ZwickRoell
Untuk memenuhi persyaratan ini, Chair memilih mesin uji creep Elektromekanis Kappa 100 SS-CF dengan ruang vakum suhu tinggi terintegrasi. Sistem ini dirancang khusus untuk mempelajari perilaku material seiring perubahan waktu, temperatur, dan beban, dan cocok untuk pengujian baik dalam penelitian maupun pengujian terkait kualitas.
Kappa 100 SS-CF memiliki rangka uji empat kolom yang sangat kaku dengan penggerak sekrup utama pusat bebas backlash. Desain ini memastikan penerapan gaya aksial yang presisi dan meminimalkan gangguan pada spesimen. Gaya nominal maksimum sistem adalah 100 kN. Namun, untuk pengukuran resolusi tinggi, digunakan load cell 50 kN langsung di dalam ruang vakum, yang mengurangi pengaruh gesekan dan temperatur pada pengukuran gaya.
Elemen kunci dari sistem ini adalah uang vakum suhu tinggi terintegrasi dengan elemen pemanas tungsten. Oven 3-zona memungkinkan pengujian pada temperatur hingga +1.500°C dan memastikan distribusi suhu yang merata di area spesimen. Pengujian dapat dilakukan dalam kondisi vakum tinggi maupun gas inert, yang secara khusus meminimalkan oksidasi dan pengaruh lingkungan.
Pengukuran akurat dalam kondisi ekstrem
Sebuah extensometer optik digunakan untuk merekam deformasi spesimen tanpa kontak. laserXtens 1-32 HP/TZ memungkinkan pengukuran resolusi tinggi bahkan untuk regangan terkecil, dengan panjang pengukuran awal mulai dari 1,5 hingga 25 mm. Alat ini memenuhi akurasi kelas 0,5 sesuai EN ISO 9513, tanpa perlu menempelkan tanda pengukur pada spesimen.
Karena tidak ada kontak mekanis dengan spesimen, material tetap tidak terpengaruh bahkan pada temperatur tinggi. Hal ini sangat menguntungkan untuk material rapuh atau spesimen yang sangat kecil. Jika refleksi laser terbatas atau selama uji creep jangka panjang, fungsi terintegrasi dari videoXtens HP/TZ dapat digunakan sebagai alternatif. Namun, penandaan yang diperlukan pada spesimen membatasi pengujian hingga temperatur maksimum +1.400°C.
Elektronika pengukuran dan kontrol modular dari Kappa 100 SS-CF memungkinkan pengujian kontrol gaya dan kontrol regangan dengan stabilitas kontrol tinggi. Bahkan kecepatan pengujian yang sangat rendah, dalam kisaran µm/jam, dapat dicapai dengan andal.
Pengujian sesuai standar
Di Chair of High Temperature Materials, fasilitas ini digunakan untuk melakukan uji tarik, kompresi, dan lentur pada temperatur hingga +1.500°C. Creep tests dilakukan sesuai standar ISO 204 dan ASTM E139. Pengukuran gaya dirancang sesuai DIN EN ISO 7500-1. Hal ini memastikan tingkat reproduktibilitas hasil pengujian yang tinggi sesuai dengan standar penelitian dan industri internasional.
“Kappa 100 SS-CF telah menjadi elemen kunci dalam penelitian dan pengembangan material suhu tinggi baru. Karakterisasi material pada temperatur uji hingga 1.500°C, baik dalam gas inert maupun dalam kondisi vakum, memungkinkan kami memperoleh pemahaman yang lebih mendalam mengenai mekanisme deformasi baik pada material yang sudah mapan maupun material inovatif di bawah kondisi beban ekstrem dalam rentang temperatur yang relevan dengan aplikasi.”
Prof. Georg Hasemann, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
Hasil dan Manfaat
Pengoperasian Kappa 100 SS-CF telah secara signifikan memperluas kemampuan pengujian material dari Professorship of High Temperature Materials. Sistem ini menggabungkan ketahanan suhu tinggi dengan pengukuran gaya dan regangan yang presisi, sehingga memungkinkan pelaksanaan pengujian suhu tinggi yang menuntut sesuai standar. Hal ini menyediakan platform yang kuat dan siap masa depan untuk karakterisasi mekanik material suhu tinggi modern. Dengan demikian, professorship ini berkontribusi pada pengembangan material baru untuk teknologi energi dan kedirgantaraan.
Melalui simulasi kondisi nyata yang dapat direproduksi, hubungan antara mikrostruktur dan sifat material dapat dianalisis secara menyeluruh, serta sifat mekanik yang andal dapat ditentukan. Fasilitas pengujian creep ini juga memperkuat posisi Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg sebagai mitra yang kompeten bagi industri dan penelitian. Hasil pengujian yang diperoleh dapat langsung diterapkan pada aplikasi industri, seperti desain komponen yang terpapar suhu tinggi atau kualifikasi konsep material baru.
