TY - CONF A1 - Karapanagiotis, Christos ED - Krebber, Katerina T1 - Machine learning for strain, temperature and humidity discrimination in Brillouin optical frequency domain analysis N2 - We propose to our knowledge for the first time an ensemble of probabilistic machine learning models for strain, temperature and humidity discrimination in Brillouin optical frequency domain analysis (BOFDA) applying a two-fiber configuration. T2 - 28th International Conference on Optical Fiber Sensors CY - Hamamatsu, Japan DA - 20.11.2023 KW - Multiparameter sensing KW - Machine learning KW - Fiber optic sensors KW - Structural health monitoring PY - 2023 SP - 1 EP - 4 PB - Optica Publishing Group AN - OPUS4-59397 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Krankenhagen, Rainer A1 - Dell'Avvocato, Giuseppe A1 - Gohlke, Dirk A1 - Palumbo, Davide A1 - Galietti, Umberto T1 - Quantitative evaluation of the welded area in Resistance Projection Welded (RPW) thin joints by pulsed laser thermography N2 - A semi-automatic thermographic procedure for the assessment of the welded area of resistance projection welded joints has been developed. Currently, to assess the quality of RPW joints destructive tests are used and the more commonly used non-destructive technique is the ultrasonic one. The possibility for a quantitative evaluation of the welded area by thermographic technique has been proved by means of an innovative procedure applied on steel RPW joints with ‘as it’ surface conditions. Measurements obtained by thermography and ultrasound have been compared, to verify the developed procedure. T2 - Thermosense: Thermal Infrared Applications XLIV, CY - Orlando, USA DA - 03.04.2022 KW - Nondestructive evaluation KW - Ultrasonics KW - Contact area PY - 2022 DO - https://doi.org/10.1117/12.2618806 VL - 12109 SP - 1 EP - 14 PB - SPIE AN - OPUS4-59380 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Linnemann, Konrad A1 - Quercetti, Thomas A1 - Sterthaus, Jens A1 - Ballheimer, Viktor T1 - Experimental and numerical investigation of prestressed bolt connections under lateral displacements N2 - The containment system of transport packages for spent nuclear fuel and high-level waste usually includes bolted lids with metal gaskets. The packages are assessed to specific transport conditions which are specified in the IAEA safety standards SSR-6 (IAEA 2018). These transport conditions, especially the so-called accident conditions of transport, imply high dynamic loading on the lids and the bolt connections of the package. The response of the lid systems on the mechanical accident conditions is generally investigated by experimental drop tests or numerically, e.g., by finite element analyses. The interpretation of the drop test results for the verification of the numerical models is often not obvious due to the complex superposition of different effects in the real tests. BAM has started a research project to get a better understanding about the behavior of prestressed bolt connections under loadings typical for these drop tests. In this context an experimental test set-up was developed to investigate the response of a single bolt connection under a prescribed lateral displacement of clamped parts. The bolt is instrumented by strain gauges to get the pretensional, the torsional and the bending stress in the bolt shank. Furthermore, the lateral movement and the tilt of the bolt head is measured during the test. A finite element model of the test set-up has been created in Abaqus FEA (Simulia 2021). The very detailed instrumentation of the test set-up shall give the opportunity to investigate and validate the numerical model. The aim of this paper is to give an overview about the proposed research project and to present first results. T2 - SMIRT 26 (26th conference on Structural Mechanics in Reactor Technology) CY - Potsdam, Germany DA - 10.07.2022 KW - Bolt connections KW - Finite element anaylsis KW - Experimental testing KW - Transport package for radioactive materials PY - 2022 UR - https://www.lib.ncsu.edu/resolver/1840.20/40614 SP - 1 EP - 7 PB - IASMiRT AN - OPUS4-59378 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Licht, M. A1 - Nikoonasab, Ali A1 - Gluth, Gregor A1 - Raupach, M. ED - Claßen, M. ED - Hegger, J. ED - Matschei, T. ED - Raupach, M. T1 - Alkali-aktivierte Hüttensandbetone – CO2-reduzierte Bindemittel mit hohem Korrosionsschutzpotential N2 - Durch den Ersatz von Portlandzement können alkali-aktivierte Bindemittel einen bedeutenden Beitrag zur Verringerung der durch die Zementklinkerherstellung verursachten CO2-Emissionen leisten. Für die Verwendung von alkali-aktivierten Bindemitteln in Stahlbetonkonstruktionen, die Chloriden oder Carbonatisierung ausgesetzt sind, ist die Fähigkeit des Stahls, den passiven Zustand zu erreichen und aufrechtzuerhalten, von großer Bedeutung. Die Prozesse der Deckschichtbildung von Stahl in alkali-aktivierten Materialien unterscheiden sich jedoch zum Teil grundlegend von denen in Portlandzementen. Alkali-aktivierte Hüttensandbetone weisen gute technische Eigenschaften auf, bisher fehlen jedoch grundlegende Kenntnisse bzgl. ihrer schützenden Wirkung bei korrosiven Angriffen. Dies ist vor allem auf ihre sulfidhaltige Porenlösung zurückzuführen, welche die elektrochemischen Eigenschaften der Stahloberfläche beeinflusst und die Verwendung herkömmlicher Bewertungsmaßstäbe erschwert. Es werden erste Ergebnisse eines DFG-Forschungsprojektes vorgestellt, in dem das Passivierungsverhalten von Stahl in alkali-aktivierten Hüttensandmörteln unterschiedlicher Zusammensetzungen sowie in Mörteln auf Basis hüttensandhaltiger Normzemente untersucht wird. Über einen Zeitraum von mindestens 28 Tagen werden an Zylinderprüfkörpern im 3-Elektroden-Aufbau das Ruhepotential sowie die Polarisationswiderstände der Stahlelektroden ermittelt. T2 - 10. DAfStb-Jahrestagung mit 62. Forschungskolloquium CY - Aachen, Germany DA - 26.09.2023 KW - Bewehrung KW - Stahlkorrosion KW - Hüttensandmehl KW - Sulfid PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-593775 DO - https://doi.org/10.18154/RWTH-2023-06676 SP - 233 EP - 238 PB - RWTH Aachen CY - Aachen AN - OPUS4-59377 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Biyikal, Mustafa A1 - Rurack, Knut T1 - Development of a Lab-on-a-Chip for the Detection of Nerve Agents with a Handheld Device N2 - The development of a Lab-on-a-Chip (LoC) is presented, which can detect reactive phosphorous compounds in the gas phase in combination with an optochemical hand-held sensor. The LoC prototype contains three pairs of sensing materials containing fluorescent indicator dyes in various carrier materials. By measuring the fluorescence response to phosphoryl chloride, a surrogate compound, the detection of chemical warfare agents (CWAs) in gas phase becomes possible within seconds, introducing a novel approach to CWA detection. T2 - 2023 IEEE SENSORS Conference CY - Vienna, Austria DA - 29.10.2023 KW - Lab-on-a-Chip KW - Nerve agents KW - Hand-held KW - Fluorescence KW - Toxic industrial chemicals PY - 2023 UR - https://ieeexplore.ieee.org/document/10325263 SN - 979-8-3503-0387-2 DO - https://doi.org/10.1109/SENSORS56945.2023.10325263 SP - 1 EP - 4 PB - IEEE CY - New York AN - OPUS4-59367 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Seher, Julia A1 - Rübner, Katrin A1 - Schnell, A. A1 - Hahn, A. A1 - Bruch, I. A1 - Alewell, U. A1 - Vöge, M. A1 - Shafiei, K. A1 - Schumann, G. ED - Pfaff, G. ED - Mertzsch, N. ED - Jeremias, E.-P. T1 - Hydrothermalgranulate – Eine Verwertungsmöglichkeit für Mauerwerkbruch N2 - Im Jahr 2020 fielen in Deutschland rund 220 Millionen Tonnen mineralische Bau- und Abbruchabfälle an, die als Sekundärrohstoffquelle genutzt werden können. Trotz hoher Recyclingquoten wird ein Teil der mineralischen Bau- und Abbruchabfälle immer noch deponiert oder in Anwendungen mit geringen Qualitätsanforderungen eingesetzt, da ein effektives Recycling dieser heterogenen Abfälle recht kompliziert ist. Bauschutt ist ein heterogener, SiO2-reicher Sekundärrohstoff, der sich aus einem Gemisch verschiedener abgebrochener Baumaterialien wie Ziegel, Betonfertigteile, Leichtbeton, Porenbeton, Kalksandsteine, Natursteine, Gips und Mörtel zusammensetzt. Die genaue Zusammensetzung hängt von der Abbruchstelle, der Vorsortierung und der Wiederaufbereitung in der Recyclinganlage ab. Eine direkte Wiederverwendung als rezyklierte Gesteinskörnung ist aufgrund der uneinheitlichen Zusammensetzung und des bis zu 50 %igen Feinanteils nach der mechanischen Aufbereitung nicht zulässig. Eine Möglichkeit, Mauerwerksschutt effektiv zu recyceln, ist die rohstoffliche Verwertung über ein chemisch-hydrothermales Umwandlungsverfahren, das poröse Granulate erzeugt. Durch die Porenstruktur dieser hydrothermal gehärteten Granulate ergeben sich Anwendungsmöglichkeiten als Filter- oder Wasserspeichermaterial, die über den Bausektor hinausgehen. Diese neuartigen Granulate können leichte Gesteinskörnungen natürlichen Ursprungs (z. B. Lavasand, Bimsstein) oder Körner aus natürlichen Rohstoffen (z. B. Blähton) ersetzen. Die neue Recyclingstrategie spart natürliche Ressourcen. Im Vergleich zur Herstellung von Blähton ist der Energieverbrauch wesentlich geringer. Ziel des Verbundprojektes HYTEGRA war die Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung von leichten Gesteinskörnungen aus SiO2- und CaO-reichen Sekundärrohstoffen. Als Rohstoffe wurden Mauerwerksschutt als SiO2-Quelle und Papierasche aus der energetischen Verwertung von Reststoffen der Altpapierverwertung als CaO-Quelle eingesetzt. Der komplette Prozess von der mechanisch-physikalischen Aufbereitung über die Bildung des Grüngranulats bis zur hydrothermalen Härtung wurde entwickelt und im Labormaßstab getestet. Die Anwendungen des hydrothermal gehärteten Granulats als Wasserspeichermaterial für die innere Nachbehandlung von hochfestem Beton, Pflanzensubstrat und Filtermaterial in Bodenfiltern zur Abwasserreinigung wurden untersucht. Der Beitrag gibt einen Überblick über die wichtigsten Ergebnisse des erfolgreich abgeschlossenen Verbundforschungsprojekts HYTEGRA. T2 - Kolloquium des Arbeitskreises “Energie, Mensch und Zivilisation” - Die Energiewende 2.0 Im Fokus: Die Stoffwirtschaft CY - Potsdam, Germany DA - 09.06.2023 KW - Rohstoffliches Recycling KW - Mauerwerkbruch KW - Papierasche KW - leichte Gesteinskörnung KW - poröse Granulate KW - hydrothermale Behandlung PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-593445 UR - https://leibnizsozietaet.de/wp-content/uploads/2023/12/01_SB158-0.pdf SN - 978-3-86464-252-4 DO - https://doi.org/10.53201/SITZUNGSBERICHTE158 SN - 0947-5850 VL - 158 SP - 79 EP - 94 PB - trafo Wissenschaftsverlag CY - Berlin AN - OPUS4-59344 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Grundmann, Jana A1 - Ermilova, Elena A1 - Hertwig, Andreas A1 - Klapetek, Petr A1 - Pereira, Silvania F. A1 - Rafighdoost, Jila A1 - Bodermann, Bernd T1 - Optical and Tactile Measurements on SiC Sample Defects N2 - The different defect types on SiC samples are measured with various measurement methods including optical and tactile methods. The defect types investigated include particles, carrots and triangles and they are analyzed with imaging ellipsometry, coherent Fourier scatterometry and atomic force microscopy. Each of these methods measures different properties of the defects and they all together contribute to a complete analysis. T2 - SMSI 2023 - Sensor and Measurement Science International CY - Nuremberg, Germany DA - 08.05.2023 KW - Defects KW - Silicon carbide KW - Imaging ellipsometry KW - Atomic force microscopy KW - Coherent Fourier scatterometry PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-593397 SN - 978-3-9819376-8-8 DO - https://doi.org/10.5162/SMSI2023/D5.2 VL - 2023/D5 SP - 233 EP - 234 PB - AMA Service CY - Wunstorf AN - OPUS4-59339 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Liepold, Philipp ED - Kromm, Arne ED - Kannengießer, Thomas T1 - Anwendung von Convolutional Neural Networks (CNNs) bei der Erkennung von Rissen im Modifizierten Varestraint-Transvarestraint-Heißrisstest (MVT-Test) N2 - Der Modifizierte Varestraint-Transvarestraint-Test wird an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung als Variante des Varestraint-Tests verwendet. Die Auswertung dieser Tests findet klassisch durch Abmessungen der entstandenen Risse unter dem Lichtmikroskop statt. Eine solche Auswertung ist aufwendig und fehleranfällig. Convolutional Neural Networks können trainiert werden, um die Risse auf digitalen Bildern zu segmentieren, wodurch der menschliche Fehler in der Auswertung eliminiert werden kann. Die Ergebnisse können durch Overlay mit den Originalbildern verglichen werden. T2 - DVS-Congress, Große Schweißtechnische Tagung CY - Essen, Germany DA - 11.09.2023 KW - CNN KW - MVT KW - KI PY - 2023 SN - 978-3-96144-231-7 SN - 978-3-96144-230-0 VL - 2023 SP - 153 PB - Print Media Group GmbH & Co. KG CY - Hamm AN - OPUS4-59336 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schischke, Karsten A1 - Rückschloss, Jana A1 - Schlegel, Moritz-C. A1 - Zöllinger, Jonathan A1 - Nissen, Nils F. A1 - Schneider-Ramelow, Martin T1 - The European Union’s Energy Label for Smartphones: Does it guide consumers to make environmentally sustainable choices? N2 - The European Commission adopted an EU Energy Label for smartphones and tablets in June 2023. For the first time, the EU Energy Label will depict, among energy efficiency, also a reparability score, battery endurance, battery lifetime, drop resistance and dust and water ingress protection. However, does the multitude of parameters bear the risk to confuse consumers instead of triggering environmentally sustainable purchase decisions? In a survey in Germany, consumers were asked to make a choice when the label does not clearly identify the environmentally better product. Instead, energy efficiency has to be valued against reparability, reliability against energy efficiency, and reparability against reliability. The sustainability lever of the different aspects is not the same, as e.g. lifetime extension has a much more positive environmental impact than energy efficiency in case of mobile devices. Therefore, the question remains, whether consumers intuitively make the right choice. Results of the survey indicate that consumers interpret the complex label in the desired manner and value those aspects higher, which indeed have a more positive effect on the environment. T2 - 13th International Conference on Consumer Electronics CY - Berlin, Germany DA - 03.09.2023 KW - Energy efficiency KW - EU Energy Labelling KW - Reparability KW - Reliability KW - ESPR PY - 2023 UR - https://ieeexplore.ieee.org/document/10375619 DO - https://doi.org/10.1109/ICCE-Berlin58801.2023.10375619 SP - 1 EP - 6 PB - IEEE AN - OPUS4-59318 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Seeber, Henrik ED - Krentel, Daniel ED - Grasse, Dennis ED - Gerbeit, Marco ED - Grobert, Steffen ED - Hauer, Thorsten T1 - Experimental Setup for the Reproducible Generation of Pressure Waves in Free Field Conditions N2 - The injuries caused by the primary blast are still poorly understood, especially in the torso region. To generate sufficiently large data sets, shock tubes are often used. However, these have some limitations, such as blockage, use of the exit jet, widening cross-sections, and scaling problems with respect to compressive strength and test objects. Therefore, it is appropriate to conduct experiments under free-field conditions, but tests with real explosives are often associated with long preparation and setup times as well as high safety requirements. Therefore, this paper presents an experimental setup for the reproducible generation of blast waves under free-field conditions. This experimental setup aims to provide a test environment for a sufficiently large specimen to investigate the behaviour of the shock wave within the specimen, especially at the media interfaces. As an example of application, the influence of the primary explosive effect on protective equipment or on tissue simulants for the investigation of blast injuries can be mentioned. An autoclave is used as a shock wave generator. It has a volume of 0.065 m3 and is filled with a stoichiometric acetylene-oxygen gas mixture. The setup and turnaround time is approximately 30 minutes. The following factors have been selected as target variables for the optimization of the shock wave generator: reproducibility of the pressure wave, use-case-relevant positive phase duration and peak overpressure, a pressure curve characteristic corresponding to that of a military explosive under undisturbed free field conditions, and short setup times of the experimental setup. For this purpose, the experimental setup is presented in this paper. Several series of measurements are presented, showing the characteristics of the generated pressure wave. For the generated pressure wave, the classical pressure curve characteristics can be clearly recognized. A peak pressure of 92 kPa is reached at a distance of 1 m from the opening, and the first positive pressure phase lasts 1.17 ms. Furthermore, the pressure wave propagates in a hemispherical shape. The typical characteristics of the blast wave generated by the SWG have been demonstrated using the military explosive PETN. It is shown that the actual load case corresponds to about 70 g of PETN. T2 - 26th International Symposium on Military Aspects of Blast and Shock CY - Wolongong, Australia DA - 03.12.2023 KW - Shock wave generator KW - Blast injury KW - Pressure wave KW - Experimental setup PY - 2023 SP - 1 EP - 13 AN - OPUS4-59357 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Holzwarth, Marcel A1 - Mayer, Uwe A1 - Baer, Wolfram A1 - Weihe, Stefan T1 - Investigation of the Master Curve Concept for Ferritic Ductile Cast Iron N2 - Within fracture mechanics safety assessment for steels in nuclear technology, the probabilistic master curve (MC) concept according to ASTM E1921 is currently used for quasi-static loading conditions as a supplement to the established deterministic ASME reference curve concept. However, for ductile cast iron (DCI), a systematic review of potential modifications to the assumptions and the procedure according to ASTM E1921 and an associated validation are still lacking. For this reason, the application of the fracture mechanics MC concept to ferritic ductile cast iron is being investigated in a joint research project between MPA Stuttgart and BAM Berlin. According to Hojo et al. (2008) the MC concept is already in use for the brittle fracture safety assessment of ferritic forged steel containers, which would suggest an extension to ductile cast iron containers. In compliance with IAEA SSG-26, the safety assessment of DCI containers for transport as well as storage of radioactive materials is based on the fracture mechanics criterion of general exclusion of crack initiation. Within this context, the focus of the current research project is on the further development of brittle fracture safety assessment methods. Therefore, a methodology shall be established to determine and assess dynamic fracture toughness values of DCI in the ductile-to-brittle transition regime, using only a low number of small fracture mechanics test specimens extracted from a component. For the experimental program, a DCI material of grade GJS-400 (GGG-40) has been produced as it is generally used for transport and storage containers for nuclear material. A basic mechanical-technological material characterization consisting of tensile, Charpy, and Pellini tests has been planned and a comprehensive fracture mechanics test program was compiled covering dynamic testing of DC(T)9, C(T)25, C(T)50, SE(B)10, SE(B)25, and SE(B)140 specimens at various loading rates and temperatures. The specimen testing is divided between the project partners based on specimen geometry. MPA Stuttgart has been tasked with the testing of the C(T), DC(T) and Pellini specimens, while BAM Berlin was assigned the SE(B), Charpy and tensile tests. These tests allow for the determination of the loading rate relevant for brittle fracture via C(T)25 specimens and an assessment of size effects by transferring the relevant loading rate to other specimen geometries and sizes. Numerical analyses of different specimen geometries and test setups are planned to investigate the influence of stress triaxiality and loading rate. Furthermore, the time-dependent course of the Weibull stress is assessed via these numerical analyses. Throughout the experimental program, the microstructure-property relationship will also be investigated based on quantitative metallographic and fractographic analyses like scanning electron microscope images and metallographic sections. With the acquired experimental database fundamental assumptions of the MC concept, like the weakest link model and the Weibull distribution, will be assessed for the application to DCI. In the end, the applicability of the MC concept will be evaluated and if necessary, modifications to the MC concept for DCI will be proposed. This paper will present the preliminary results of the GJS400 material characterization and the related selection of test specimen extraction points. First results of the C(T)25 and SE(B)140 specimen testing will also be discussed supported by first metallographic analyses. T2 - SMiRT27 Conference CY - Yokohama, Japan DA - 03.03.2024 KW - Ductile Cast iron KW - Dynamic Fracture Toughness KW - Safety Assessment KW - Master Curve Concept PY - 2024 SP - 1 EP - 10 AN - OPUS4-59302 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schade, U. A1 - Puskar, L. A1 - Golnak, R. A1 - Veber, A. A1 - Beckmann, Jörg T1 - Infrared Attenuate Total Reflection Cell with a Functionalized Surface N2 - ATR cell utilizing chips from silicon wafers is discussed. The cell can be used for wet-chemical analysis on functionalized surfaces. Here, silicon chips are exemplarily "functionalized" by silica layers to provide a hydrophilic or hydrophobic ATR surface in-situ. T2 - 48th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves (IRMMW-THz) CY - Montreal, Quebec, Canada DA - 17.09.2023 KW - THz radiation KW - ATR KW - FTIR PY - 2023 DO - https://doi.org/10.1109/IRMMW-THz57677.2023.10298918 SP - 1 PB - IEEE CY - New York, NY AN - OPUS4-59326 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Witte, Julien A1 - Schröpfer, Dirk A1 - Börner, Andreas A1 - Kannengießer, Thomas A1 - Michels, H. A1 - Hamm, C. A1 - Appelt, M. A1 - Hamacher, M. T1 - Ultraschallunterstütztes Fräsen zur Reduzierung der Belastung auf Werkzeug und Bauteiloberfläche von Eisenaluminid-Bauteilen N2 - Intermetallische Werkstoffe werden für Hochtemperaturanwendungen immer wichtiger. Insbesondere Aluminide mit hohen spezifischen Festigkeiten haben ein großes Potenzial für Leichtbauanwendungen, z. B. werden Titanaluminide bereits in Flugzeugturbinen eingesetzt. Ökonomische und ökologische Aspekte sind die treibende Kraft zur Substitution konventioneller Legierungen, z. B. Nickelbasislegierungen, die eine wesentlich höhere Kostenintensität und ein höheres Gewichts-Festigkeits-Verhältnis aufweisen. Insbesondere Eisenaluminide (FeAl) sind aufgrund guter mechanischer Eigenschaften und der guten Verfügbarkeit der wichtigsten Hauptlegierungselemente attraktiv. Speziell entwickelte FeAl-Legierungskonzepte ermöglichen eine wirtschaftliche Produktion im Kokillenguss, bei der die Erstarrung der Schmelze spezielle komplexe Gefüge ermöglicht, um die hohen thermischen und mechanischen Eigenschaften durch eine hohe Anzahl von harten Ausscheidungen entlang der Korngrenzen zu erreichen. Zu diesen Eigenschaften gehört aber auch, dass notwendige Bearbeitungsschritte, wie das Schlichtfräsen, zur Erzielung komplexer Endkonturen, zu vorzeitigem Werkzeugverschleiß und geringen Oberflächengüten führen. Für das finale FeAl-Bauteil ist eine hohe Oberflächenintegrität insbesondere in sicherheitsrelevanten Anwendungen in der Luftfahrt oder im Energiebereich erforderlich. Aus diesem Grund konzentriert sich die vorliegende Untersuchung auf die Mechanismen und die Minimierung des Werkzeugverschleißes und die Auswirkungen auf die Oberfläche eines in Kokille vergossenen FeAl-Bauteils. Neben den Optimierungen des Fräsprozesses und der Werkzeugparameter (Geometrie, Material) wird ein modernes hybrides Bearbeitungsverfahren, das ultra-schallunterstützte Fräsen (USAM), eingesetzt, bei dem eine Überlagerung mit einer hochfrequenten Schwingung des rotierenden Werkzeugs erzeugt wird. Analysen der Kräfte und Temperaturen im Fräsprozess, der Verschleißerscheinungen am Werkzeug und der Oberflächenintegrität zeigen positive Auswirkungen durch USAM. Darüber hinaus wird eine valide Grundlage für die Optimierung des Werkzeugs und des Fräsprozesses geschaffen, um eine hohe Oberflächenintegrität (z. B. Verringerung von Zugeigenspannungen und Defekten) und eine längere Werkzeuglebensdauer zu gewährleisten, die zukünftig eine wirtschaftliche Herstellung von FeAl-Bauteilen ermöglicht. T2 - 5. Symposium Materialtechnik CY - Clausthal-Zellerfeld, Germany DA - 23.02.2023 KW - Eisenaluminid KW - Ultraschallunterstütztes Fräsen KW - Werkzeugverschleiß KW - Oberflächenintegrität PY - 2023 VL - 12 SP - 738 EP - 748 PB - Shaker Verlag CY - Düren AN - OPUS4-59219 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bintz, Thilo A1 - Kruschwitz, Sabine T1 - Investigation of Capillary Water Absorption of Clinker-Reduced Binders by NMR Relaxometry N2 - To evaluate the durability of new alternative cement compositions, it is important to examine the internal transport of moisture through these materials. For this purpose, mortars were prepared from different types of cement and capillary suction experiments were carried out. The moisture transport was studied with an NMR tomograph and compared with weight measurements. With the tomograph, the total moisture input could be determined, as well as the moisture content within the samples non-destructively and spatially resolved. This allows precise observation of the moisture fronts. The tomograph was also used to determine the capillary transport coefficient. T2 - International Conference on Electromagnetic Wave Interaction with Water and Moist Substances of the International Society for Electromagnetic Aquametry (ISEMA) 2023 CY - Brisbane, Ausralia DA - 25.09.2023 KW - NMR relaxometry KW - Capillary suction KW - Capillary transport coefficient PY - 2023 SP - 1 EP - 3 AN - OPUS4-59217 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Scharf-Wildenhain, R. A1 - Hälsig, A. A1 - Hensel, J. A1 - Wandtke, Karsten A1 - Schröpfer, Dirk A1 - Kannengießer, Thomas T1 - Korrelation von Wärmeführung, Nahtgeometrie, Bauteildesign und Eigenspannungen bei DED-Arc mit hochfesten Zusatzwerkstoffen N2 - Hochfeste Feinkornbaustähle verfügen über großes Potenzial für gewichtsoptimierte, effiziente Strukturen in vielen modernen Stahlkonstruktion. Weitere Effizienzsteigerungen können durch additives Fertigen sowie bionische Bauweisen erreicht werden. Hochfeste Zusatzwerkstoffe für formgebendes MSG-Schweißen (engl.: Wire Arc Additive Manufacturing, WAAM) sind bereits von den Schweißzusatzherstellern lieferbar. Eine breite industrielle Anwendung insbesondere für KMU ist aufgrund fehlender quantitativer Erkenntnisse und Richtlinien bezüglich schweißbedingter Beanspruchungen und Bauteilsicherheit während der Herstellung und des Betriebs derzeit stark limitiert. In einem gemeinsamen Forschungsprojekt (FOSTA-P1380/IGF21162BG) der BAM und der TU Chemnitz werden daher die mit Eigenspannungsausbildung und der Gefahr einer Kaltrissbildung verbundenen prozess- und werkstoffbedingten sowie konstruktiven Einflüsse beim WAAM hochfester Stähle untersucht. Der vorliegende Beitrag fokussiert die Analyse der Auswirkungen von Schweißwärmeführung und Design der WAAM-Bauteile auf Nahtgeometrie, Materialausnutzung und Eigenspannungen. Hierfür werden geometrisch definierte Probenkörper (Hohlquader) vollautomatisiert mit einem speziellen, hochfesten WAAM-Massivdraht (Streckgrenze >790 MPa) geschweißt. Die Wärmeführung wird innerhalb eines statistischen Versuchsplans so variiert, dass die Dt8/5-Abkühlzeiten im empfohlenen Verarbeitungsbereich (ca. 5 s bis 20 s) liegen. Das WAAM-Schweißen komplexer Geometrien mit variierenden Schweißwärmeführungen und geometrischen Verhältnissen bzw. Wanddicken bedingt neben den Auswirkungen auf die Abkühlbedingungen, Abkühlzeiten und Gefüge deutliche Einflüsse auf die konstruktiven Steifigkeitsverhältnisse beim Schweißen. Es zeigen sich anhand der Schweißexperimente signifikante Auswirkungen durch Probenskalierung und Wärmeeinbringung auf die resultierenden lokalen Eigenspannungen. Die Folge können ungünstige Bauteileigenschaften und risskritische Zugeigenspannungen sein. T2 - 43. Assistentenseminar Füge- und Schweißtechnik 2022 CY - Chemnitz, Germany DA - 27.09.2022 KW - Additive Fertigung KW - Hochfester Stahl KW - Eigenspannungen PY - 2023 VL - 386 SP - 1 EP - 7 PB - DVS Media CY - Düsseldorf AN - OPUS4-59232 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Giese, Marcel A1 - Schröpfer, Dirk A1 - Kannengießer, Thomas A1 - Müller, Thomas A1 - Treutler, Kai A1 - Wesling, Volker T1 - Legierungsmodifikation und Einsatz hybrider Fräsprozesse zur Optimierung der Zerspanungssituation Ni-basierter Verschleißschutzauftragschweißungen mit definierten Oberflächen N2 - Die Bestrebungen zur Verringerung der CO2-Emissionen erfordern hochbelastbare und effiziente Komponenten aus Stahl in der Anlagen-, Verfahrens- und Kraftwerkstechnik. Hierfür sind in zunehmendem Maße auf den Anwendungsfall und Stahlwerkstoff abgestimmte Verschleißschutzschich-ten und definierte, zerspante Oberflächen notwendig. Die hohen Härten dieser Schichten und der Einsatz konventioneller Co-basierter Verschleißwerkstoffe führen oftmals zu unwirtschaftlichen Bauteilen, gerade aufgrund hohen Werkzeugverschleißes bei der Zerspanung mit geometrisch bestimmter Schneide. Er-kenntnisse über den Einsatz Ni-basierter Verschleißwerkstoffe und die Optimierung der Zerspanbarkeit mittels Legierungsmodifikationen und moderner hybrider Fräsprozesse ohne Verschlechterung der Ver-schleißschutzeigenschaften sind deshalb für die Anwender und Verarbeiter zur wirtschaftlichen Fertigung hochbelasteter Stahlbauteile wesentlich. Der vorliegende Beitrag stellt die Untersuchungsmethodik eines aktuell laufenden Vorhabens der TU Clausthal und BAM, Berlin, vor. Fokus liegt hierbei auf den hochin-strumentierten Fräsexperimenten, die eine reproduzierbare Analyse und Korrelation zwischen den mik-rostrukturellen Eigenschaften der auftraggeschweißten Legierungen, dem Zerspanprozess und der Zer-spanbarkeit, insbesondere der resultierenden Oberflächenintegrität, ermöglichen sollen. T2 - Tagung Werkstoffprüfung 2022 CY - Dresden, Germany DA - 27.10.2022 KW - Werkzeugverschleiß KW - Oberflächenintegrität KW - Ultraschallunterstütztes Fräsen KW - Zerspankräfte PY - 2022 SP - 368 EP - 374 AN - OPUS4-59211 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Giese, Marcel A1 - Schröpfer, Dirk A1 - Kannengießer, Thomas A1 - Gräbner, Maraike A1 - Treutler, Kai A1 - Wesling, Volker T1 - Legierungsmodifikation und Einsatz hybrider Fräsprozesse zur Optimierung der Zerspanungssituation Ni-basierter Verschleißschutzauftragschweißungen mit definierten Oberflächen N2 - Die Verringerung der CO2-Emissionen ist eng mit der Entwicklung hocheffizienter und wirtschaftlicher Komponenten aus Stahl in der Anlagen- und Verfahrenstechnik verknüpft. Um den hohen kombinier-ten korrosiven, tribologischen, thermischen und mechanischen Beanspruchungen stand zu halten, werden auf Anwendungsfall und Stahlwerkstoff abgestimmte Verschleißschutzschichten eingesetzt. Neben der zunehmenden Forderung konventionelle Kobalt- durch Nickellegierungen zu ersetzen, wächst auch der Bedarf nach definierten Ober- bzw. Funktionsflächen hoher Güte. Aufgrund hohen Werkzeugverschleißes ist die erforderliche Fräsbearbeitung zu Herstellung der komplexen Geomet-rien der Bauteile für KMU oftmals wirtschaftlich nicht möglich. Mittels Legierungsmodifikation der Schweißzusätze für nickelbasierte plasmaauftraggeschweißte Verschleißschutzschichten und durch den Einsatz innovativer ultraschallunterstützter Fräsprozesse soll eine günstigere Zerspanbarkeit er-reicht werden, ohne das Verschleißschutzpotential zu mindern. Im vorliegenden Beitrag wird der Ein-fluss der mittels Legierungsmodifikation eingestellten Gefüge- und Ausscheidungsmorphologie auf die Zerspanbarkeit untersucht. Dies erfolgt anhand einer typischerweise für Schneckenmaschinen einge-setzten Verschleißschutzlegierung NiCrMoSiFeB-Legierung („Colmonoy 56 PTA“), die konventionelle CoCr-Legierungen (Stellite) substituiert. Metallurgische Untersuchungen und In-situ-Messungen auf-tretender Prozesskräfte an der Werkzeugschneide beim Fräsen sowie anschließende Untersuchungen von Werkzeugverschleiß und Oberflächenintegrität ermöglichen eine detaillierte Analyse und Korrela-tion zwischen mikrostrukturellen Eigenschaften und Zerspanbarkeit. T2 - DVS Congress 2023 CY - Essen, Germany DA - 11.09.2023 KW - Werkzeugverschleiß KW - Oberflächenintegrität KW - Ultraschallunterstütztes Fräsen KW - Zerspankräfte PY - 2023 SP - 742 EP - 747 AN - OPUS4-59210 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - O'Connor, Daniel A1 - Evans, Alexander A1 - Balsamo, Alessandro A1 - Favres, Georges A1 - Przyklenk, Anita A1 - Bosse, Harald A1 - Phillips, Dishi T1 - European Metrology Network (EMN) for Advanced Manufacturing ─ Development of the Strategic Research Agenda (SRA) N2 - The European Commission has identified Advanced Manufacturing and Advanced Materials as two of six Key Enabling Technologies (KETs). It is considered that Metrology is a key enabler for the advancement of these KETs. Consequently, EURAMET, the association of metrology institutes in Europe, has strengthened the role of Metrology for these KETs by enabling the creation of a European Metrology Network (EMN) for Advanced Manufacturing. The EMN is comprised of National Metrology Institutes (NMIs) and Designated Institutes (DIs) from across Europe and was formally established in October 2021. The aim of the EMN is to provide a high-level coordination of European metrology activities for the Advanced Manufacturing community. The EMN itself is organized in three sections representing the major stages of the manufacturing chain: 1) Advanced Materials, 2) Smart Manufacturing Systems, and 3) Manufactured Components & Products. The EMN for Advanced Manufacturing is engaging with stakeholders in the field of Advanced Manufacturing (large companies & SMEs, industry organisations, existing networks, and academia), as well as the wider Metrology community, including Technical Committees, to provide input for the Strategic Research Agenda (SRA) on Metrology for Advanced Manufacturing. This contribution will give an overview about the first version of the SRA prepared by the EMN for Advanced Manufacturing T2 - Euspen, 23rd International Conference & Exhibitio CY - Copenhagen, Danmark DA - 12.06.2023 KW - European Metrology Network (EMN) KW - Advanced Manufacturing KW - Metrology KW - Strategic Research Agenda (SRA) PY - 2023 SP - 363 EP - 364 AN - OPUS4-59196 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zencker, Uwe A1 - Gaddampally, Mohan Reddy A1 - Völzke, Holger T1 - Fracture Mechanics Analysis of Spent Fuel Claddings during Long-Term Dry Interim Storage N2 - The prevention of brittle fracture of spent fuel claddings during long-term dry interim storage is based on experimental investigations, numerical analyses and assessment methods for predicting the mechanical behavior and determining limiting conditions. The ring compression test (RCT) is an established experimental method for characterizing cladding material. Test results for various high-burnup pressure water reactor zirconium-based fuel cladding alloys (e.g., ZIRLO®, M5®) are publicly available. To reduce the effort associated with irradiated samples in hot cells, it is helpful to perform studies on unirradiated surrogate cladding material. Based on such experimental data, load-displacement curves were numerically analyzed for selected cladding materials. In the presence of radial hydrides, a sample may suddenly fail by fracture even at small deformations. Noticeable load drops in the RCT occur associated to unstable crack propagation through the radial hydride network. The failure mechanism is quasi-cleavage in the hydrides and micro-void nucleation, growth, and coalescence in the zirconium matrix, with ductile tearing patches connecting neighboring hydrides. The failure process was simulated by cohesive zones controlled by the fracture energy and the cohesive strength. A modeling approach is presented in which the radial hydride morphology is taken into account. Based on the developed fracture mechanics approach with cohesive zone modeling, not only the deformation behavior but also the failure behavior of irradiated as well as unirradiated claddings with radial hydrides under RCT loading conditions can be adequately described. T2 - 20th International Symposium on the Packaging and Transportation of Radioactive Materials (PATRAM 2022) CY - Juan-les-Pins, France DA - 11.06.2023 KW - Extended Interim Storage KW - Nuclear Fuel Cladding KW - Numerical Failure Analysis KW - Ring Compression Test KW - Spent Fuel Characterization PY - 2023 SP - 1 EP - 8 AN - OPUS4-59146 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Sunder, S. A1 - Jauregui Rozo, Maria A1 - Schartel, Bernhard A1 - Ruckdäschel, H. T1 - Adapting intumescent/low-melting glass flame-retardant formulations for transfer to glass-fiber-reinforced composites and post-fire mechanical analysis N2 - The residual post-fire mechanical properties of fiber-reinforced epoxy composites are influenced by their fire residues after burning. This study uses intumescent/low-melting glass flame retardants to tailor fire residues in epoxy resin. Processibility of prepregs and their quality are analysed for transfer of the flame-retardant epoxy resins to layered glass-fiber reinforced composites. Minimal effects were found on the pre-fire flexural strengths of the composites due to low loading of the flame retardants. However, when transferred to glass-fiber reinforced composites, the fire residues diminish significantly. Further studies are required to improve theoretical and experimental estimations of the post-fire mechanics of the composites. T2 - SAMPE Europe Conference 2023 CY - Madrid, Spain DA - 03.10.2023 KW - Fire residue KW - Prepregs KW - Mechanics KW - Lightweight materials KW - Composites KW - Flame retardancy PY - 2023 SP - 1 EP - 7 AN - OPUS4-59138 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -