Ispitivanje puzanja pri visokim temperaturama do +1500 °C
Studija slučaja
- Kupac:Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
- Lokacija: Magdeburg, Nemačka
- Industrija:Istraživački institut i akademija
- Tema:Mehanička karakterizacija inovativnih materijala za visoke temperature
Februar 2026.
Razvoj modernih materijala otpornih na visoke temperature je ključna komponenta tehničkog napretka u energetici i vazduhoplovnom inženjerstvu. Mehaničko ispitivanje materijala otpornih na visoke temperature postavlja visoke zahteve na tehnologiju ispitivanja i sisteme za merenje. Na temperaturama do +1.500 °C, oksidacija, temperaturni gradijenti i uticaji okoline mogu značajno uticati na rezultate merenja. Istovremeno, primena modernih koncepata materijala često zahteva veoma male geometrije uzoraka, veoma male brzine ispitivanja i ispitivanje zamora i puzanja. Imajući ovo u vidu, Katedra za materijale visokih temperatura na Institutu za materijale, tehnologije i mehaniku (IWTM) Univerziteta Oto fon Gerike u Magdeburgu planira nabavku odgovarajuće mašine za ispitivanje materijala od 2019. godine.
Izazovi Kompetencije Rešenja Rezultati Proizvodi
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg (OVGU) je javni univerzitet u Saksoniji-Anhalt, u Nemačkoj, osnovan 1993. godine spajanjem nekoliko univerziteta. Obuhvata širok spektar nastave i istraživanja u inženjerstvu, prirodnim naukama, medicini, biznisu i humanističkim naukama.
Profesura za materijale visokih temperatura nalazi se u okviru ove strukture u Institutu za materijale, tehnologije i mehaniku (IWTM). Kao specijalizovana istraživačka jedinica, radna grupa se fokusira na istraživanje, razvoj, karakterizaciju i procenu materijala za zahtevne primene. Ključni fokus je na mehaničkim i termomehaničkim ispitivanjima na povišenim temperaturama.
Laboratorije nude sveobuhvatnu infrastrukturu za ispitivanje i moderne metode za karakterizaciju metalnih i intermetalnih materijala, kao i kompozitnih materijala. Ključni fokus istraživanja je istraživanje inovativnih materijala otpornih na visoke temperature, kao što su oni na bazi vatrostalnih metala, i određivanje njihovih mehaničkih karakterističnih vrednosti na temperaturama do +1.500 °C.
Eksperimentalni rad je dopunjen pratećom analitikom, modeliranjem i simulacijom. Na osnovu toga, OVGU pruža robusne istraživačke i ispitne usluge, kao i mogućnosti za saradnju između industrije i istraživanja.
Zahtevi za tehnologiju ispitivanja
Katedra za materijale visokih temperatura na Institutu za materijale, tehnologije i mehaniku (IWTM) Univerziteta Oto fon Gerike u Magdeburgu istražuje materijale za zahtevne primene, posebno u energetskom i visokotemperaturnom opsegu. Stoga je za eksperimentalna osnovna istraživanja postojala potreba za sistemom za ispitivanje koji omogućava vremenski i temperaturski zavisna ispitivanja pod kontrolisanim atmosferskim uslovima – pouzdano, reproduktivno i u skladu sa standardima.
Od osnivanja Profesora za materijale visokih temperatura u oktobru 2019. godine, planirana je kupovina nove mašine za ispitivanje puzanja za ispitivanje materijala visokih temperatura do +1.500 °C.
Cilj je bio razvoj sistema za ispitivanje zatezne, kompresione i savijajuće čvrstoće, kao i za ispitivanje puzanja, na temperaturama do +1.500 °C. Pored širokog temperaturnog opsega, bila je potrebna stabilna kontrola sile i naprezanja pri veoma niskim brzinama deformacije, kao i precizno merenje naprezanja na malim uzorcima.
Pored toga, ispitivanja treba sprovoditi u skladu sa standardima kako bi se osigurala obnovljivost sa međunarodnim rezultatima istraživanja i industrijskim standardima ispitivanja. Sistem bi trebalo da omogući ispitivanje i u visokom vakuumu i u okruženju inertnog gasa kako bi se posebno minimizirala oksidacija i uticaji okoline.
ZwickRoell rešenje
Da bi se ispunili ovi zahtevi, Katedra je odabrala elektromehaničku mašinu za ispitivanje puzanja Kappa 100 SS-CF sa integrisanom vakuumskom komorom visoke temperature. Sistem je posebno dizajniran za proučavanje ponašanja materijala kako se menja sa vremenom, temperaturom i opterećenjem, i pogodan je kako za istraživačke, tako i za zadatke ispitivanja vezane za kvalitet.
Kapa 100 SS-CF ima veoma kruti, četvorostubni ispitni okvir sa centralnim pogonom sa vodećim zavrtnjem bez zazora. Ovaj dizajn obezbeđuje preciznu primenu aksijalne sile i minimizira interferenciju sa uzorkom. Maksimalna nominalna sila sistema je 100 kN. Međutim, za merenja visoke rezolucije, direktno u vakuumskoj komori se koristi merna ćelija od 50 kN, što smanjuje uticaj trenja i temperature na merenje sile.
Ključni element sistema je integrisana vakuumska komora visoke temperature sa volframovim grejnim elementima. Trozonska peć omogućava ispitivanje na temperaturama do +1.500 °C i obezbeđuje ravnomernu raspodelu temperature u području uzorka. Ispitivanja se mogu sprovoditi i u visokom vakuumu i u inertnom gasu, što posebno minimizira oksidaciju i uticaje okoline.
Precizno merenje u ekstremnim uslovima
Optički ekstenziometar se koristi za snimanje deformacije uzorka bez kontakta. laserXtens 1-32 HP/TZ omogućava merenje visoke rezolucije čak i najmanjeg izduženja, sa početnim dužinama merača u rasponu od 1,5 do 25 mm. Ispunjava stepen tačnosti 0,5 prema EN ISO 9513, bez postavljanja oznaka na uzorak.
Pošto nema mehaničkog kontakta sa uzorkom, materijal ostaje nepromenjen čak i na visokim temperaturama. Ovo je posebno povoljno za krhke materijale ili veoma male uzorke. Ako je refleksija lasera ograničena ili tokom dugotrajnih ispitivanja puzanja, integrisana funkcionalnost videoXtens HP/TZ može se koristiti kao alternativa. Međutim, neophodno obeležavanje uzorka ograničava ispitivanje na maksimalnu temperaturu od +1.400 °C.
Modularna elektronika za merenje i upravljanje uređaja Kappa 100 SS-CF omogućava ispitivanja kontrolisana silom i naprezanjem sa visokom stabilnošću upravljanja. Čak i veoma niske brzine ispitivanja, u opsegu µm/h, mogu se pouzdano postići.
Ispitivanje u skladu sa propisima
Na Katedri za materijale visokih temperatura, postrojenje se koristi za izvođenje ispitivanja zatezanja, sabijanja i savijanja na temperaturama do +1.500 °C. Ispitivanja puzanja se izvode u skladu sa ISO 204 i ASTM E139. Merenja sile su projektovana u skladu sa DIN EN ISO 7500-1. Ovo obezbeđuje visok stepen reproduktivnosti rezultata ispitivanja u skladu sa međunarodnim istraživačkim i industrijskim standardima.
„Kappa 100 SS-CF je postao ključni element u istraživanju i razvoju novih materijala otpornih na visoke temperature. Karakterizacija materijala na temperaturama ispitivanja do 1.500 °C, bilo pod inertnim gasom ili u vakuumu, omogućava nam da steknemo dublje razumevanje mehanizama deformacije i uspostavljenih i inovativnih materijala pod ekstremnim uslovima opterećenja unutar temperaturnog opsega relevantnog za primenu.
Prof. Georg Hasemann, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
Rezultati i koristi
Puštanje u rad Kapa 100 SS-CF značajno je proširilo mogućnosti ispitivanja materijala Profesorskog odbora za materijale visokih temperatura. Sistem kombinuje otpornost na visoke temperature sa preciznim merenjem sile i naprezanja, omogućavajući standardizovane performanse zahtevnih ispitivanja na visokim temperaturama. Ovo pruža moćnu i budućnost-osiguranu platformu za mehaničku karakterizaciju modernih materijala na visokim temperaturama. Profesorska pozicija tako doprinosi razvoju novih materijala za energetsku i vazduhoplovnu tehnologiju.
Kroz reproduktivne simulacije realnih uslova, odnosi između mikrostrukture i svojstava mogu se temeljno analizirati i mogu se odrediti pouzdana mehanička svojstva. Postrojenje za ispitivanje puzanja takođe jača poziciju Univerziteta Oto fon Gerike u Magdeburgu kao kompetentnog partnera za industriju i istraživanje. Dobijeni rezultati ispitivanja su direktno primenljivi na industrijske primene, kao što su projektovanje komponenti izloženih visokim temperaturama ili kvalifikacija novih koncepata materijala.
Da li biste želeli da karakterišete svoje materijale i na visokim temperaturama, do +2.000 °C?
Tu smo da pružimo sveobuhvatne konsultacije bez ikakvih obaveza.
Kontaktirajte ZwickRoell danas
