TY - GEN A1 - Portella, Pedro Dolabella A1 - Bettge, Dirk A1 - Klinger, Christian A1 - Baer, Wolfram T1 - Über das Versagen von Strommasten im Münsterland (Nov. 2005) - der Beitrag der Metallographie und der Fraktographie T2 - 43. Metallographie-Tagung CY - Aachen, Deutschland DA - 2009-09-16 PY - 2009 SN - 978-3-88355-376-4 VL - 41 SP - 21 EP - 30 PB - Werkstoff-Informationsges. CY - Frankfurt/M. AN - OPUS4-20061 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Klinger, Christian A1 - Mehdianpour, Milad A1 - Klingbeil, Dietmar A1 - Bettge, Dirk A1 - Häcker, Ralf A1 - Baer, Wolfram T1 - Failure analysis on collapsed towers of overhead electrical lines in the region Münsterland (Germany) 2005 N2 - End of November 2005 strong south-west wind and heavy snowfall were predominant in the region Münsterland, north-western part of Germany. This led to accretion of a considerable quantity of wet snow to overhead electrical lines in form of snow rolls on the conductors. Eighty-two transmission towers failed catastrophically, most of them by buckling, however some by brittle fracture. As a consequence nearly 250,000 people have been cut off from electrical power supply for several days with major media attention. This paper describes the forensic analysis in order to investigate the failure cause. Therefore extensive materials investigations, mechanical testing of original components and specimens thereof, estimations for the real wind and snow loads and their combinations, structural analyses as well as detailed evaluations on the basis of previous investigations, literature and regulations were conducted. It was revealed that some of the examined components were manufactured from Thomas steel which was partially in embrittled condition. The investigated towers fulfilled the design codes valid at the time of erection. However the present line loads of the wet snow rolls on the conductors exceeded by far the ones given in the design codes valid at that time. The load case leading to failure was reconstructed by the derived positions of loads mainly caused by unequal and asymmetric distribution of snow rolls on left and right electrical system. The loads and corresponding stresses acting on the structure before failure were estimated. By comparison with the fracture forces from mechanical testing of original members of the collapsed tower the component that primarily failed was localised. The primary fracture occurred on a diagonal member under tension made of Thomas steel which was weakened by embrittlement. The failure cause was a combination of heavy weather conditions (storm, approx. 0 °C and wet snowfall leading to heavy snow rolls on conductors), asymmetric loading conditions and the usage of Thomas steel which was partially embrittled. Finally, recommendations for avoiding future failures are given. KW - Transmission towers KW - Thomas steel KW - Embrittlement KW - Snow loads KW - Ice loads PY - 2011 DO - https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2011.07.004 SN - 1350-6307 SN - 1873-1961 VL - 18 IS - 7 SP - 1873 EP - 1883 PB - Elsevier Science Publ. CY - Oxford AN - OPUS4-24517 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Zerbst, Uwe A1 - Madia, Mauro A1 - Klinger, Christian A1 - Bettge, Dirk A1 - Murakami, Y. T1 - Defects as a root cause of fatigue failure of metallic components. II: Non-metallic inclusions N2 - This second part of the review on defects as root cause of fatigue failure comprises the origin, the nature and the effects of non-metallic inclusions. Topics addressed are the different kinds of inclusions formed during the manufacturing process, various types of mis-match causing local stresses and, as a consequence, fatigue crack initiation, and effects of characteristics such as size, morphology, localization, spatial distribution and orientation of the defects on the fatigue behavior. Methods for inclusion counting and sizing are discussed along with statistical aspects necessary to be considered when evaluating structural components. KW - Non-metallic inclusions KW - Mis-match KW - Inclusion size KW - Inclusion cluster KW - Statistics PY - 2019 DO - https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2019.01.054 SN - 1350-6307 VL - 98 SP - 228 EP - 239 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-47459 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hemmleb, M. A1 - Bettge, Dirk ED - Petzow, G. T1 - In-situ Messung der 3D-Topografie von Bruchflächen im REM N2 - Die Abbildung von Bruchflächen im Rasterelektronenmikroskop (REM) liefert hochaufgelöste Bilddaten, die für die mikrofraktografische Bewertung von Bruchmechanismen unerlässlich sind. Die Ermittlung von Bruchmechanismen ist oft ein wichtiger Teil von Schadensanalysen zur Ermittlung der Bruchursache. Durch den Abbildungsprozess im REM gehen räumliche Informationen im Normalfall größtenteils verloren und können daher nicht zur Präzisierung des Bruchmechanismus herangezogen werden. Um räumliche Informationen von Probenoberflächen im REM zu erfassen, gibt es verschiedene Methoden. Die für die Ermittlung der 3D-Topografie bereits länger eingeführten Verfahren mittels Proben- oder Strahlkippung können die Berechnung des Oberflächenmodells erst nach der seriellen Aufnahme mehrerer Bilder vornehmen. Mit der Verwendung eines segmentierten Rückstreudetektors ist dagegen die Erzeugung eines 3D-Oberflächenmodells während der Bildaufnahme praktisch in Echtzeit möglich. Die Probentopografie wird gleichzeitig mit dem Bildeinzug dargestellt und gespeichert. T2 - Metallographietagung 2019 CY - Dresden, Germany DA - 18.09.2019 KW - Fraktografie KW - Schadensanalyse KW - Topografie KW - 3D KW - REM PY - 2019 SN - 978-3-88355-417-4 VL - 2019/53 SP - 175 EP - 180 PB - DGM AN - OPUS4-49332 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Zerbst, Uwe A1 - Madia, Mauro A1 - Klinger, Christian A1 - Bettge, Dirk A1 - Murakami, Y. T1 - Defects as a root cause of fatigue failure of metallic components. I: Basic aspects N2 - According to the definition of the ASM handbook [1,3], a defect is "an imperfection. that can be shown to cause failure by a quantitative analysis and that would not have occurred in the absence of the imperfection". The topic of the present three-part review is a discussion of defects which can cause failure in cyclically loaded structures. The features discussed comprise material defects such as non-metallic inclusions, pores or micro-shrinkages, etc. and geometric defects such as surface roughness and secondary notches which have their origin in manufacturing, and defects such as surface damage due to scratches, impact events or contact fatigue as well as corrosion pits which arise in service. In this first part, the discussion is prefaced by an introduction to basic aspects which are essential for a deeper understanding of the characteristics and mechanisms how the defects influence fatigue crack initiation and propagation. These include the life cycle of a fatigue crack from initiation up to fracture, crack arrest, multiple crack initiation and coalescence, and the material and geometrical properties affecting these. KW - Defects KW - Fatigue crack propagation stages KW - Crack arrest KW - Multiple cracks PY - 2019 DO - https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2019.01.055 SN - 1350-6307 VL - 97 SP - 777 EP - 792 PB - Pergamon-Elsevier Science Ltd CY - Oxford, England AN - OPUS4-47372 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Zerbst, Uwe A1 - Madia, Mauro A1 - Klinger, Christian A1 - Bettge, Dirk A1 - Murakami, Y. T1 - Defects as a root cause of fatigue failure of metallic components. III: Cavities, dents, corrosion pits, scratches N2 - This third part of the review on defects as root cause of fatigue failure addresses cavities (pores, micro-shrinkages, unmelted regions), defective microstructures and microcracks as material defects and defects due to local damage during manufacturing, service and maintenance such as dents, scratches and localized corrosion. In addition, damage due to contact fatigue and the effect of surface roughness are discussed in the context of fatigue failure. Also addressed is the competition between different kinds of defects in controlling the initiation and early growth of fatigue cracks. KW - Pores KW - Micro-shrinkages KW - Impact damage KW - Contact fatigue KW - Corrosion pits KW - Scratches PY - 2019 DO - https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2019.01.034 SN - 1350-6307 VL - 97 SP - 759 EP - 776 PB - Pergamon-Elsevier Science Ltd CY - Oxford, England AN - OPUS4-47373 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Bettge, Dirk A1 - Hinrichsen, Georg T1 - Continuous Manufacturing of Composites of High-Performance Polyethylene Fibres N2 - Unidirectional composites of high-strength polyethylene fibres and epoxy resin matrix were continuously produced by a die drawing process. In order to increase the adhesion between fibre and matrix, the fibre surface was treated with a low-pressure oxygen plasma. Composites with fibre volume fractions up to 0.69 were obtained, their density being about 1.03g/cm^3. Composites of oxygen-treated fibres achieved the theoretical tensile strength. KW - Gels-spun PE fibre KW - Composite KW - Spectra 1000 KW - Plasma treatment PY - 1993 DO - https://doi.org/10.1016/0266-3538(93)90042-F VL - 1993 IS - 47 SP - 131 EP - 136 PB - Elsevier AN - OPUS4-62466 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schleeh, Thomas A1 - Rötting, Oliver A1 - Bettge, Dirk A1 - Hinrichsen, Georg A1 - Koßmehl, Gerhard T1 - Alkoxy-substituted liquid-crystalline aromatic copolyesters N2 - Number-average molecular weights, M,, up to 25 OOO, and inherent viscosities, vinh, up to 2,88 dL/g, were found for the soluble members of an alkoxy-substituted copolyester series (HTO5-X series). A liquid-crystalline (high-temperature) phase was distinguished by IR and wide-angle Xray scattering on molten and quenched samples in form of a nematic sanidic phase. In this phase no relationship exists between the orientation of the aromatic polyester backbone and that of the laterally attached alkoxy groups. Further, it was proven by IR that only the polyester backbone can be aligned by shear stress. If the applied shear stress is very strong, the orientation of the stiff backbone becomes sensitive to disturbances caused by mechanical forces. KW - Liquid-crystalline polymer PY - 1993 DO - https://doi.org/10.1002/macp.1993.021940304 VL - 194 IS - 3 SP - 791 EP - 798 PB - Wiley AN - OPUS4-62468 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Günther, Burkhard A1 - Bettge, Dirk A1 - Portella, Pedro Dolabella A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Hemptenmacher, J. A1 - Peters, P.W.M. ED - Pandey, A. ED - Kendig, K. L. ED - Lewandowski, J. T1 - Fatigue behavior and fatigue damage of a Ti-6242/SCS-6 metal matrix composite T2 - TMS 2007 annual meeting & exhibition CY - Orlando, FL, USA DA - 2007-02-25 KW - Metal matrix composites KW - Isothermal fatigue KW - Thermo-mechnical fatigue KW - Damage analysis KW - Viscoplastic model KW - Simulation PY - 2007 SN - 9780873396660 SP - 127 EP - 136 PB - TMS CY - Warrendale, Pa AN - OPUS4-14615 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - THES A1 - Bettge, Dirk T1 - Mikrostrukturelle Untersuchungen zum Verformungs- und Bruchverhalten der Nickelbasislegierungen SC16 und IN738LC N2 - Ziele dieser Arbeit waren die vergleichende Beschreibung des Verformungs- und Bruchverhaltens der polykristallinen Legierung IN738LC und von [001]-nah orientierten SC16-Einkristallen über einen großen Temperaturbereich sowie die Herstellung von Zusammenhängen zwischen Versetzungs- und Bruchmechanismen. Besonderes Augenmerk galt dem Tieftemperaturbereich bis 450 °C, dabei insbesondere der Stapelfehlerbildung in der Gamma'-Phase, dem Fließspannungsminimum im Zugversuch und der zusätzlichen zyklischen Verfestigung in diesem Temperaturbereich. Spezifische Unterschiede zwischen beiden Werkstoffen sollten herausgearbeitet werden. Dazu wurden hauptsächlich mikroskopische Methoden, insbesondere die Transmissions-Elektronenmikroskopie eingesetzt. Die Ausgangsgefüge wurden untersucht. Beide Werkstoffe hatten die übliche Standardwärmebehandlung erfahren und wiesen daher eine bimodale gamma'-Verteilung auf. An SC16 wurden Auslagerungsversuche bei 950 °C vorgenommen und die Veränderung der gamma'-Morphologie beschrieben. Die Temperaturabhängigkeiten der Verformungsmechanismen von SC16 und IN738LC sind vergleichbar mit den in der Literatur bezüglich einkristalliner Superlegierungen mit höheren gamma'-Volumenanteilen beschriebenen. Beginnend bei Raumtemperatur treten mit steigender Temperatur folgende Mechanismen auf: Tieftemperatur-(LT-)Stapelfehler, Antiphasengrenzen-gekoppelte Versetzungspaare, Hochtemperatur-(HT-)Stapelfehler und Orowan-Ringe um die gaama'-Teilchen. Das Fließspannungsminimum des IN738LC bei 450 °C kann einem Wechsel im Verformungsmechanismus zugeordnet werden. Die Mechanismenwechsel finden bei SC16 bei höheren Temperaturen statt als bei IN738LC. Von Raumtemperatur bis 750 °C wird bei IN738LC im LCF-Bereich bei out-of-phase-Versuchen eine zusätzliche zyklische Verfestigung beobachtet, die ihr Maximum bei 450 °C hat. Bei dieser Temperatur wird die plastische Verformung durch a/2<110>-Versetzungspaare erzeugt, die die gaama'-Phase parallel zu {111} schneiden. Während der out-of-phase-Versuche werden zusätzliche Gleitsysteme auf verschiedenen {111}-Ebenen aktiviert, was zu einer erhöhten Dichte von unbeweglichen Versetzungen führt. Bei höheren Temperaturen können Versetzungen gaama'-Teilchen und andere Hindernisse durch Quergleiten und Klettern umgehen. Beim SC16 lassen sich LT- (bis 750 °C) und HT-Bruchverhalten (ab 750 °C) klar unterscheiden. Ersteres zeigt sich in großflächigem Abscheren und Bruchinitiierung an der Probenoberfläche. Der HT-Bruch wird an Poren im Innern initiiert und führt zu einem "Teller-Tasse"-Bruch mit einer ringförmigen Scherlippe im äußeren Bereich. Beim IN738LC hingegen treten die beim SC16 gefundenen Elemente in den Bruchflächen nur in untergeordneter Weise hervor. Der Rissverlauf ist fast immer interdendritisch und nur zum Teil transkristallin. Primärkarbide werden im LT-Bereich gespalten, im HT-Bereich abgelöst. Minima der Temperaturabhängigkeit der Bruchdehnung des IN738LC gehen jeweils mit lokalisierter Gleitung in einzelnen Gleitbändern einher. Immer wenn bei einer bestimmten Temperatur ein neuer Verformungsmechanismus einzusetzen beginnt, werden inhomogene Gleitverteilungen beobachtet, die zu einer geringen Verformbarkeit führen. KW - Nickelbasis KW - Versetzung KW - TEM PY - 1997 SN - 978-3-89574-242-2 SN - 3-89574-242-2 SP - 1 EP - 142 PB - Verlag Dr. Köster CY - Berlin AN - OPUS4-38194 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -