Scan011520102008

1 94    MATERIAŁY INŻYNIERSKIE

• * . • * * ' ' • ^: • . i Lód topi się w temperaturze 0°C. Lodowce, w pobliżu strefy umiarkowanej, znajdują się w temperaturze bliskiej 0°C, w której podlegają pełzaniu. Jest to powodem przemieszczania się lodowców. Nawet warstwa lodu pokrywającego Antarktykę, która wpływa na poziom wody w oceanach, zależy od pełzania lodu w temperaturze około ~30°C. ■ ^1 '&-Mm TABLICA 17.1 |® Temperatury topnienia lub mięknięcia^(M) 5
Materiał	r[K]	Materiał	n Kj	■j
Diament, grafit	4000	Kwarc	1100	* * r«rJS * *
Wolfram	3680	Aluminium	933	A
Tantal	3250	Magnez	923	V*
Węglik krzemu, SiC	3110	Szkło sodowe	700-900	Ty
l lenek magnezu	3073	Cynk	692
Molibden	2880	Poliamid	580-630^(M)
Niob	2740	Ołów	600	j rfJyę
1 lenek berylu, BeO	2700	Cyna	505	• i t*u' ^1 TV«i
1 lenek aluminium, AI2O3 2323		Melamina	400-480^(M)
A/olek krzemu, Si3N4	2173	Poliestry	450-480^(m)
( lirom	2148	Poliwęglany	400^(M)	y z łf",
(’yi kon	2125	Polietylen - dużej gęstości	300^(m) J m m V
Platyna	2042	Polietylen - małej gęstości	360^<m)
1 ytan	1943	Tworzywa piankowe, sztywne	300-380-'
Żelazo	1809	Epoksydy ogólnego przeznaczenia	340-380^(m)
K obali	1768	Polistyren	370-380^(m)
Nikiel	1726	Nylon	340-380^<m)
< 'ei metal	1700	Poliuretan	365^(m)
K1 /.om	1683	Akryl	350^(M)
\ 1 k u 1 iczne halogenki	800-1600	GFRP	340^(m)
l hau	1405	CFRP	340^(M)
Miedź	1356	Polipropylen	330^(m)
/ lolo	1336	Lód (	273
>1 cbi 0	1234	Rtęć ^V	235

Temperatura, w której materiał zaczyna pełzać, zależy więc od jego temperatury topnienia. Jako generalną zasadę należy przyjąć, że pełzanie rozpo-« yna się, gdy

T > 0,3 do 0,4 T_m dla metali,

T > 0,4 do 0,5dla ceramik,

9

rd/ie /'m - temperatura topienia w kelwinach. Zastosowanie specjalnych do-• I.tików stopowych może podwyższyć temperaturę, w której występuje pełzanie.

Również polimery podlegają pełzaniu - wiele z nich już w temperaturze pokojowej. Jak zaznaczono w rozdz. 5, większość polimerów jest niekrysta-11» nn i nie ma ściśle określonej temperatury topnienia. Dla tych materiałów

Rys. 17.2. Ołowiane rynny, które uległy znacznemu pełzaniu z biegiem lat

ważnym parametrem jest temperatura zeszklenia T_G, w której ulegają wzmocnieniu wiązania Van der Waalsa. W znacznie wyższych temperaturach polimer będzie zachowywał się jak skóra lub guma i będzie pełzał pod obciążeniem. W temperaturach znacznie niższych od T_G stanie się twardy (czasami kruchy) i praktycznie pełzanie nie wystąpi.

Na wstępie dokonamy przeglądu parametrów pełzania, a następnie uszeregujemy materiały pod względem ich odporności na pełzanie.

Badanie pełzania i krzywe pełzania

Badania pełzania wymagają dokładnego pomiaru temperatury/. Zazwyczaj próbka jest poddawana rozciąganiu lub ściskaniu, najczęściej pod stałym obciążeniem, wewnątrz pieca, w stałej temperaturze T. Wydłużenie jest mierzone w funkcji czasu. Na rys. 17.3 przedstawiono typowe wyniki z takiego badania. Metale, polimery i ceramiki wykazują krzywe pełzania tego właśnie kształtu.

Chociaż wstępne i początkowe odkształcenie w wyniku pełzania nie mogą być zaniedbane, zachodzą one szybko i mogą być traktowane jako sprężyste odkształcenie zależne od struktury. Następnie jednak materiał wkracza