DIN EN 13235-2007 Advanced technical ceramics - Mechanical properties of ceramic composites at high temperature under inert atmosphere - Determination of creep behaviour English ve.pdf

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1、Januar 2007DEUTSCHE NORM Normenausschuss Materialprfung (NMP) im DINPreisgruppe 11DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS 81.060.30!,px“9778588www.din.deDDIN EN 13235

2、Hochleistungskeramik Mechanische Eigenschaften von keramischen Verbundwerkstoffen beihoher Temperatur in inerter Atmosphre Bestimmung des Kriechverhaltens;Deutsche Fassung EN 13235:2006Advanced technical ceramics Mechanical properties of ceramic composites at high temperature under inertatmosphere D

3、etermination of creep behaviour;German version EN 13235:2006Cramiques techniques avances Proprits mcaniques des cramiques composites haute temprature sousatmosphre inerte Dtermination du comportement au fluage;Version allemande EN 13235:2006Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Ber

4、linErsatz frDIN V ENV 13235:1999-01www.beuth.deGesamtumfang 18 SeitenDIN EN 13235:2007-01 2 Nationales Vorwort Dieses Dokument (EN 13235:2006) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 184 Hochleistungskeramik“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom BSI (Vereinigtes Knigreich) gehalten wird. Zu EN 13235 gibt

5、 es kein Arbeitsgremium im DIN, da seitens der deutschen Fachffentlichkeit kein Interesse an diesem Normungsthema bekundet wurde. nderungen Gegenber DIN V ENV 13235:1999-01 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Umwandlung der Vornorm in eine Europische Norm; b) die wesentlichsten nderungen wurde

6、n in den Normativen Verweisungen vorgenommen, so wurde in 6.1.1 die Verweisung auf EN 10002-2 in EN ISO 7500-1 gendert, in 6.2 die Verweisung auf WI 136 gestrichen und die Verweisungen auf ENV 1892 durch EN 1892 ersetzt; c) geringfgige redaktionelle berarbeitung. Frhere Ausgaben DIN V ENV 13235: 199

7、9-01 EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE Oktober 2006 ICS 81.060.30 Ersatz fr ENV 13235:1998 Deutsche Fassung Hochleistungskeramik Mechanische Eigenschaften von keramischen Verbundwerkstoffen bei hoher Temperatur in inerter Atmosphre Bestimmung des Kriechverhaltens Advanced technical c

8、eramics Mechanical properties of ceramic composites at high temperature under inert atmosphere Determination of creep behaviour Cramiques techniques avances Proprits mcaniques des cramiques composites haute temprature sous atmosphre inerte Dtermination du comportement au fluage Diese Europische Norm

9、 wurde vom CEN am 10. September 2006 angenommen. Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denendieser Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche

10、 Listendieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Management-Zentrum oder bei jedem CEN-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache,die von einem CEN-Mit

11、glied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Management-Zentrum mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreic

12、h, Griechenland, Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien,Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern.Management-Zentrum: rue de

13、Stassart, 36 B-1050 Brssel 2006 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.Ref. Nr. EN 13235:2006 DEN 13235 EUROPISCHES KOMITEE FR NORMUNGEUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATIONCOMIT EUROPEN DE NORMALIS

14、ATIONEN 13235:2006 (D) 2 Inhalt Seite Vorwort 3 1 Anwendungsbereich .4 2 Normative Verweisungen4 3 Kurzbeschreibung .4 4 Begriffe und Symbole4 5 Bedeutung und Anwendung.7 6 Gerte7 6.1 Prfeinrichtungen7 6.2 Krafteinleitungssystem .8 6.3 Prfkammer8 6.4 Heizungssystem.8 6.5 Wegaufnehmersystem 8 6.6 Tem

15、peraturmessung .9 6.7 Datenerfassungssystem .9 6.8 Messschrauben. 10 7 Probekrper. 10 8 Vorbereitung der Probekrper 10 8.1 Bearbeitung und Vorbereitung 10 8.2 Anzahl der Probekrper . 10 9 Durchfhrung 10 9.1 Prfanordnung: Temperaturbetrachtungen. 10 9.2 Prfanordnung: Betrachtungen zur Lastaufbringung

16、 11 9.3 Prfanordnung: Bestimmung der Probekrpermae . 12 9.4 Prfverfahren 12 9.5 Gltigkeit der Prfung 14 10 Auswertung . 15 10.1 Herkunft des Probekrpers . 15 10.2 Ergebnisse. 15 10.3 Kurve der Kriechdehngeschwindigkeit 16 11 Prfbericht. 16 EN 13235:2006 (D) 3 Vorwort Dieses Dokument (EN 13235:2006)

17、wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 184 Hochleistungs-keramik“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom BSI gehalten wird. Diese Europische Norm muss den Status einer nationalen Norm erhalten, entweder durch Verffentlichung eines identischen Textes oder durch Anerkennung bis April 2007, und etwaige entge

18、genstehende nationale Normen mssen bis April 2007 zurckgezogen werden. Dieses Dokument ersetzt ENV 13235:1998. CEN/TC 184 hat beschlossen, ENV 13235 in eine Europische Norm zu berfhren. Die wesentlichsten nderungen wurden wie folgt in den Normativen Verweisungen vorgenommen: in 6.1.1: Verweisung auf

19、 EN 10002-2 wurde gendert in Verweisung auf EN ISO 7500-1; in 6.2: Verweisung auf WI 136 wurde gestrichen, Verweisungen auf ENV 1892 wurde ersetzt durch Verweisung auf EN 1892. Entsprechend der CEN/CENELEC-Geschftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgenden Lnder gehalten, diese Euro

20、pische Norm zu bernehmen: Belgien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, Schweiz, Slowakei, Slowenien, Spanien, Tschechische Republik, Unga

21、rn, Vereinigtes Knigreich und Zypern. EN 13235:2006 (D) 4 1 Anwendungsbereich Dieses Dokument legt die Bedingungen fr die Bestimmung der Kriechverformung unter Zugbeanspruchung und des Bruchverhaltens von endlosfaserverstrkten Verbundwerkstoffen mit keramischer Matrix bei Tempe-raturen bis zu 2 000

22、C unter Vakuum oder in einer gegenber dem zu prfenden Werkstoff inerten Gasatmosphre fest. Der Zweck dieser Prfbedingungen ist es, nderungen des Werkstoffs aufgrund einer chemischen Reaktion mit der Prfumgebung zu verhindern. Dieses Dokument ist auf alle endlosfaserverstrkten Verbundwerkstoffe mit k

23、eramischer Matrix mit unidirek-tionaler (1D), bidirektionaler (2D) und multidirektionaler (xD, wobei 2 x 3) Verstrkung anwendbar, bei denen die Beanspruchung entlang einer der Verstrkungs-Hauptachsen erfolgt. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dok

24、uments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). EN 1892, Hochleistungskeramik Mechanische Eigenschaften von keramischen Verbundwerkstoffen

25、bei hoher Temperatur in inerter Atmosphre Bestimmung der Eigenschaften unter Zug EN 60584-1, Thermopaare Teil 1: Grundwerte der Thermospannungen (IEC 60584-1:1995) EN 60584-2, Thermopaare Teil 2: Grenzabweichungen der Thermospannungen (IEC 60584-2:1982 + A1:1989) EN ISO 7500-1, Metallische Werkstoff

26、e Prfung von statischen einachsigen Prfmaschinen Teil 1: Zug- und Druckprfmaschinen Prfung und Kalibrierung der Kraftmesseinrichtung (ISO 7500-1:2004) ISO 3611, Micrometer callipers for external measurement 3 Kurzbeschreibung Ein Probekrper mit vorgegebenen Maen wird auf die Prftemperatur erhitzt un

27、d unter Zug bis zu einer festgelegten Kraft belastet. Diese Kraft wird fr eine bestimmte Dauer oder bis zum Bruch aufrechterhalten. Die nderung der Messlnge in Abhngigkeit von der Zeit wird aufgezeichnet. 4 Begriffe und Symbole Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe und Symb

28、ole. 4.1 Kriechen gesamte zeitabhngige Zunahme der Messlnge ab dem Zeitpunkt, an dem der vorgegebene konstante Wert fr die Kraft erreicht ist 4.2 Prftemperatur T Temperatur des Probekrpers in der Mitte der Messlnge EN 13235:2006 (D) 5 4.3 kalibrierte Lnge l Bereich des Probekrpers mit gleich bleiben

29、d kleinster Querschnittsflche 4.4 Messlnge L0Anfangsabstand zwischen den Referenzmarkierungen auf dem Probekrper innerhalb der kalibrierten Lnge bei Prftemperatur zu dem Zeitpunkt, an dem die Lastaufbringung abgeschlossen ist 4.5 Zone kontrollierter Temperatur Bereich der kalibrierten Lnge, einschli

30、elich der Messlnge, in dem die Temperatur im Bereich von 50 C der Prftemperatur liegt 4.6 Anfangsquerschnittsflche A0ursprngliche Flche des Probekrperquerschnitts innerhalb der kalibrierten Lnge bei Prftemperatur 4.7 aufgebrachte Zugkraft whrend des Versuchs auf den Probekrper aufgebrachte konstante

31、 Kraft 4.8 aufgebrachte Zugbeanspruchung Quotient aus der aufgebrachten Zugkraft und der Anfangsquerschnittsflche 4.9 Lngennderung L durch Kriechen verursachte nderung der Messlnge 4.10 Kriechdehnung unter Zugbeanspruchung crdurch Kriechen verursachte relative nderung der Messlnge zum Zeitpunkt t AN

32、MERKUNG Der Wert, der dem Zeitpunkt des Bruchs entspricht, wird als cr, mbezeichnet. 4.11 Kriechbruchzeit tcr, mZeitdauer vom Zeitpunkt, an dem die Lastaufbringung abgeschlossen ist, bis zum Zeitpunkt des Bruchs 4.12 Kriechdehngeschwindigkeit cr der Art des Heizungssystems; der Art des Einspannsyste

33、ms. Das in der Messlnge enthaltene Probekrpervolumen muss fr den Werkstoff reprsentativ sein. Die Gesamtlnge des Probekrpers hngt vom Heizungs- und vom Krafteinleitungssystem ab. ANMERKUNG Im Allgemeinen betrgt die Gesamtlnge mehr als 150 mm. 8 Vorbereitung der Probekrper 8.1 Bearbeitung und Vorbere

34、itung Beim Ausschneiden der Probekrper ist darauf zu achten, dass die Probekrperachse mit der gewnschten faserbezogenen Belastungsrichtung bereinstimmt. Die Einstellparameter der Bearbeitungsmaschine, bei denen eine Beschdigung des Werkstoffes vermieden wird, sind zu ermitteln und zu dokumentieren.

35、Diese Einstellparameter mssen bei der Probekrper-vorbereitung eingehalten werden. 8.2 Anzahl der Probekrper Es sind mindestens fnf gltige Prfergebnisse, wie in 9.5 festgelegt, erforderlich. Durch eine Vereinbarung zwischen den Beteiligten darf die Anzahl der gltigen Prfergebnisse je Bezugs-punkt ver

36、ringert werden. 9 Durchfhrung 9.1 Prfanordnung: Temperaturbetrachtungen 9.1.1 Allgemeines Die folgenden Bestimmungen mssen unter Bedingungen vorgenommen werden, die fr die Prfungen reprsentativ sind; sie mssen immer dann wiederholt werden, wenn der Werkstoff, die Ausfhrungsform des Probekrpers, die

37、Gestaltung der Einspanneinrichtung usw. verndert wurden. Bei jeder nderung eines Prfparameters des zu untersuchenden Werkstoffs muss gengend Zeit fr die Stabilisierung der Temperatur gelassen werden. EN 13235:2006 (D) 11 9.1.2 Zone kontrollierter Temperatur Vor der Prfung muss der Temperaturgradient

38、 innerhalb der kalibrierten Lnge im Ofen ber den gewnschten Temperaturbereich bestimmt werden. Das muss durch Messung der Probekrpertemperatur an mindestens drei Stellen erfolgen, nmlich den Referenzmarkierungen des Wegaufnehmers und in der Mitte zwischen den beiden Markierungen. Um die Lnge der Zon

39、e kontrollierter Temperatur festzulegen, ist es notwendig, die Temperatur auch auer-halb der Messlnge zu bestimmen. Die Temperaturschwankungen innerhalb der Zone kontrollierter Tempe-ratur und der Messlnge mssen den Anforderungen von 4.5 und 6.4 entsprechen. Die Temperaturen mssen nach 6.6 gemessen

40、werden. Falls Thermopaare verwendet werden, um die Temperatur an verschiedenen Stellen des Probekrpers zu messen, mssen diese in den Probekrper bis zu einer Tiefe eingebettet (und, falls notwendig, versiegelt) werden, die etwa der Hlfte des Probekrpermaes in Einbettrichtung entspricht. 9.1.3 Kalibri

41、eren der Temperatur Die Prftemperatur kann entweder direkt durch Messung am Probekper selbst oder indirekt aus der vom Temperaturregler angezeigten Temperatur bestimmt werden. In letzterem Fall ist eine Kalibrierung notwendig. Der Zusammenhang zwischen der Kontrollanzeige am Temperaturregler und der

42、 Probekrpertemperatur in der Mitte der Messlnge muss vorher mit einem Blind-Probekrper im interessierenden Temperaturbereich ermittelt werden. ANMERKUNG Der Zusammenhang zwischen der am Temperaturregler angezeigten Temperatur und der Prf-temperatur wird blicherweise gleichzeitig mit der Zone kontrol

43、lierter Temperatur bestimmt. 9.2 Prfanordnung: Betrachtungen zur Lastaufbringung Fr eine vorgegebene Prftemperatur wird empfohlen, dass die Belastungsgeschwindigkeit fr die grte Belastung eingestellt wird. Wenn diese Bedingungen ermittelt sind, knnen sie bei geringeren Lasten angewendet werden. Die

44、Lastaufbringung muss hinreichend rasch erfolgen, um sicherzustellen, dass whrend der Phase der Last-aufbringung die reine Zugverformung nicht durch eine Kriechverformung berlagert wird. Zur Bestimmung der Belastungsgeschwindigkeit, bei der die Kriechvorgnge minimiert werden, ist es notwendig, zwei P

45、rfungen mit unterschiedlichen Belastungsgeschwindigkeiten bei der grten Belastung durchzufhren. Wenn sich die Lngennderungen bei den beiden Prfungen um weniger als 10 % unter-scheiden, kann jede der beiden Geschwindigkeiten bei allen Prfungen angewendet werden. Wenn sich die Lngennderungen um mehr a

46、ls 10 % unterscheiden, wird eine weitere Prfung bei einer hheren Belastungsgeschwindigkeit durchgefhrt. Das wird wiederholt, bis sich die Verformungen um weniger als 10 % unterscheiden. Es knne zwei Flle unterschieden werden: a) bei der Anwendung einer Universalprfmaschine: in diesem Fall ist es mgl

47、ich, Zugversuche bei der geforderten Belastung nach EN 1892 durchzufhren; b) bei der Anwendung eines Prfstands fr den Kriechversuch: bei zwei unterschiedlichen Bedingungen hinsichtlich der Zeit ist dieselbe Last aufzubringen. EN 13235:2006 (D) 12 9.3 Prfanordnung: Bestimmung der Probekrpermae Die Qu

48、erschnittsflche wird in der Mitte des Probekrpers und an den beiden Enden der Messlnge bestimmt. Die Querschnittsflche ndert sich mit der Temperatur und diese nderung ist sehr schwierig zu bestimmen; aus diesem Grund wird die Querschnittsflche bei Raumtemperatur bestimmt. Die Mae sind auf 0,01 mm zu bestimmen. Fr die Berechnungen sind die arithmetischen Mittelwerte aus den Messungen zu verwenden. Falls der Probekrper mit Referenzmarkierungen versehen ist, muss die bei Raumtemperatur bestimmte Messlnge auf 1 % bekannt sein. Falls die Wrmeausdehnung zwischen Raumtempe