Hitzestreß für die Probanten

Mit drei Öfen zu hohem Probendurchsatz

Selbst wenn& pos;s heiß wird bewahren die Prüfer aus Ulm einen kühlen Kopf. Sie entwickelten eine Zugprüfeinrichtung, die, mit drei Heizöfen ausgestattet, für einen hohen Probendurchsatz bei „heißen“ Zugversuchen sorgt. Lesen Sie, wie& pos;s geht.

25. September 2004

Der Zugversuch an Metallen zählt zu den gängigsten Anwendungen in der Materialprüfung. Die Einsatzgebiete von hochwertigen Metallen, vor allem von legierten Stählen, werden ständig erweitert. So werden diese Stähle auch in Bereichen eingesetzt, bei denen neben der mechanischen Beanspruchung auch hohe Umgebungstemperaturen eine Rolle spielen. Klassische Beispiele sind hier etwa Auslaßventile von Verbrennungsmotoren oder Turbinenschaufeln.

Ohne Prüfungsangst

Für den Hersteller solcher hochwertigen Metalle liegt es auf der Hand, seine Materialien bei den entsprechenden Temperaturen zu prüfen und die geforderten Festigkeiten nachzuweisen. In Funktion und Vorgehensweise unterscheidet sich der Zugversuch bei erhöhter Temperatur nicht von dem Zugversuch bei Raumtemperatur.

Einziger Unterschied ist, daß der Zugversuch bei erhöhter Temperatur innerhalb eines Ofens bei einer vorgegebenen Temperatur stattfindet. Die nötigen Zugkräfte auf die Probe werden über Zuggestänge aufgebracht, die durch die Ofenwand geführt sind. Durch einen Schlitz im Ofen werden zur direkten Längenänderungsmessung die Taststäbe des Längenänderungsmessers eingeführt. Der Längenänderungsmesser sitzt außerhalb des Ofens. Entscheidend für die Dauer des Zugversuchs sind neben den genormten Prüfgeschwindigkeiten und der Temperaturhaltezeit die Aufheiz- und Abkühlzeit des Hochtemperaturofens. Die Temperaturhaltezeit wird benötigt, um ein Durchheizen der Probe nach Erreichen der Prüftemperatur zu gewährleisten.

Ein Wechsel der Proben und Werkzeuge ist nur möglich, wenn diese nach dem Versuch entsprechend abgekühlt sind.

Verkürzte Durchlaufzeiten

Stahlhersteller oder -bearbeiter prüfen ihre Materialien fertigungsbegleitend. Mit steigenden Ausstoßzahlen steigen die Anforderungen nach kurzen Prüfzeiten und Probendurchlaufzeiten. Die Prüfdauer selbst ist über die genormten Prüfgeschwindigkeiten und die Haltezeit vorgegeben. Um einen größtmöglichen Probendurchsatz zu ermöglichen, müssen die Rüstzeiten auf ein Minimum reduziert werden. Durch den Einsatz eines Drehkarussels mit drei Öfen hat der Prüfmaschinenhersteller Zwick in Ulm eine Möglichkeit gefunden, die Rüstzeiten bei Hochtemperaturprüfungen zu verringern. Während immer ein Ofen in der Prüfachse zur Durchführung des Versuchs positioniert ist, kühlen die anderen Öfen ab beziehungsweise werden neu bestückt und bereits vorgeheizt.

In Verbindung mit der elektronischen Überwachung der Temperaturen aller drei Öfen können so die Probendurchlaufzeiten entscheidend verkürzt werden. Während mit einem einzelnen Ofen bei 10 min. Haltezeit und einer Prüftemperatur von 900 °C circa 4 bis 5 Proben pro Schicht geprüft werden können, kann mit dem Hochtemperaturkarusell von Zwick der Probendurchsatz im laufenden Betrieb auf circa 20 Proben pro Schicht erhöht werden.

Erschienen in Ausgabe: 09/2004