TY - GEN A1 - Beckmann, Jörg A1 - Schultze, Dietrich A1 - Finn, Monika A1 - Harwardt, Michael A1 - Rehmer, Birgit ED - Degischer, H.-P. T1 - Einfluß der oxidativen Schädigung auf das Elastizitätsverhalten infiltrierter faserverstärkter 2D-C\C- Keramiken T2 - 14. Symposium Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde CY - Wien, Österreich DA - 2003-07-02 PY - 2003 SN - 3-527-30762-1 SP - 361 EP - 366 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim AN - OPUS4-2593 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Scheuerlein, C. A1 - Boutboul, T. A1 - Leroy, D. A1 - Oberli, L. A1 - Rehmer, Birgit T1 - Hardness and tensile strength of multifilamentary metal-matrix composite superconductors for the Large Hadron Collider (LHC) N2 - Conventional indentation hardness measurements to obtain load independent Vickers hardness values for the different phases in multifilamentary superconducting (SC) wires are described. The concept of composite hardness is validated for a binary metal–matrix metal–filament Nb–Ti/Cu composite wire. The tensile materials properties of the individual wire components are estimated from their indentation hardness. The potential and limitations of this approach are critically discussed, based on a comparison with ensile test results obtained for wires and extracted Nb–Ti filaments. KW - Faserverstärkte Verbundwerkstoffe KW - Härte KW - Mikroindentation PY - 2007 DO - https://doi.org/10.1007/s10853-006-0633-3 SN - 0022-2461 SN - 1573-4803 VL - 42 IS - 12 SP - 4298 EP - 4307 PB - Springer Science + Business Media B.V. CY - Norwell, Mass. AN - OPUS4-14719 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Trubitz, P. A1 - Rehmer, Birgit A1 - Pusch, G. ED - Pohl, M. T1 - Die Ermittlung elastischer Konstanten von Gusseisenwerkstoffen T2 - Tagung "Werkstoffprüfung 2004", Werkstoffprüfung - Konstruktion, Qualitätssicherung und Schadensanalyse CY - Neu-Ulm, Deutschland DA - 2004-11-25 PY - 2004 SN - 3-88355-337-9 SP - 267 EP - 272 PB - Werkstoff-Informationsges. CY - Frankfurt AN - OPUS4-7016 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rehmer, Birgit T1 - Prüfung und Charakterisierung von Hochleistungswerkstoffen in der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung T2 - eingeladener Vortrag auf der Herbsttagung des DKG-Arbeitskreises Kohlenstoff am 14. - 15.10.2004 CY - Bad Honnef, Germany DA - 2004-10-14 PY - 2004 AN - OPUS4-7065 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beckmann, Jörg A1 - Onel, Yener A1 - Finn, Monika A1 - Rehmer, Birgit T1 - Charakterisierung des oxidativen Schädigungsverhaltens infiltrierter faserverstärkter 2D-C/C-Keramiken mit Hilfe der Röntgencomputertomographie T2 - 15. Symposium Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde CY - Kassel, Deutschland DA - 2005-04-06 KW - Schädigungsuntersuchung KW - Röntgencomputertomographie KW - Oxidation KW - Keramische Verbundwerkstoffe KW - Kohlenwerkstoffe PY - 2005 SP - 421 EP - 426 PB - DGM CY - Kassel AN - OPUS4-7622 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rehmer, Birgit T1 - Mikrostrukturelle Schädigungsbewertung von CMCs mit der Röntgenrefraktionsmethode T2 - Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde CY - Bremen, Germany DA - 2007-02-14 PY - 2007 AN - OPUS4-14764 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Scheuerlein, C. A1 - Rehmer, Birgit T1 - Tensile properties of a non-reacted internal tin NB3SN composite wire calculated from the vickers hardness of its individual phases according to the rule of mixtures N2 - The load-independent Vickers hardness (HV) of the individual phases in a non-reacted Nb3Sn wire has been measured and the yield strength (YS) of the individual components estimated from the HV values. The YS and tensile strength (Rm) of the composite wire are calculated according the rule of mixtures (ROM). Calculated tensile properties are compared with tensile test results that were obtained for the entire composite wire, for the wire after removal of the Cu stabiliser and for single Nb-7.5wt.%Ta fibres. KW - MMC KW - Supraleiter KW - Mischungsregel PY - 2005 UR - https://edms.cern.ch/file/673338/2/Technote-2005-08.pdf SP - 1 EP - 15 PB - CERN CY - Geneva AN - OPUS4-14723 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rehmer, Birgit T1 - Effect of testing conditions on thermal shock resistance of advanced ceramics T2 - Materials Science and Engineering CY - Nuremberg, Germany DA - 2008-09-01 PY - 2008 AN - OPUS4-16497 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Harrer, Andrea A1 - Nies, Daniel A1 - Pulz, Robert A1 - Kervalishvili, Guram N. A1 - Rehmer, Birgit A1 - Stephan, Ina A1 - Maierhofer, Christiane T1 - Untersuchung von Transport- und Schädigungsprozessen mittels lokal angeregter aktiver Thermografie N2 - Als schnelles und berührungsfreies Messverfahren kann die aktive Thermografie auch in-situ eingesetzt werden, d.h. während sich Materialeigenschaften aufgrund direkter oder indirekter Einflüsse ändern. In diesem Beitrag stellen wir die Methode der aktiven Thermografie mittels lokaler Laseranregung und deren Anwendung auf unterschiedliche Materialien wie Holz, Sandstein und Keramiken vor. Mit der im Folgenden beschriebenen Methode wurden der Einfluss von Holzschutzmitteln auf die thermischen Eigenschaften von Holz, Feuchtetransportprozesse in Naturstein sowie die thermischen Eigenschaften von Siliziumcarbid unterschiedlicher Dicke und von Hochtemperaturkeramiken nach zunehmender thermischer Belastung in-situ untersucht. Experimentelle Ergebnisse werden u. a. im Vergleich mit numerischen Simulationen vorgestellt. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2010 CY - Erfurt, Deutschland DA - 2010-05-10 PY - 2010 SN - 978-3-940283-26-9 IS - DGZfP-BB 122 (P36) SP - 1 EP - 9 CY - Berlin AN - OPUS4-21888 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Wäsche, Rolf A1 - Woydt, Mathias A1 - Rehmer, Birgit ED - Ewsuk, K. ED - Naito, M. ED - Kakeshita, T. ED - Kirihara, S. ED - Uematsu, K. ED - Abe, H. T1 - Characterization of the tribological interface in low wear Magneli type ceramics N2 - The tribological behaviour under dry sliding conditions of Magneli phase Ti4O7 and e-phase Ti2Cr2O7 with α-alumina as a sliding partner has been characterised at room temperature by oscillating sliding. The mechanical properties as well as Vickers hardness measurements do not reveal big differences between the materials, and 4-point bending strengths are around 200 MPa for both materials. Although the friction coefficients are in the medium range of 0.6 and do not differ much between the materials, the wear behaviour is very different. At room temperature, the wear coefficient of Ti2O7 is strongly dependent on relative humidity, and wear is highest under dry conditions when relative humidity is low as it is typically found for many ceramic materials. Ti2Cr2O7 shows remarkably different wear behaviour with the lowest wear in dry conditions. The measured coefficients of wear at low relative humidity of 4% are more than 2 orders of magnitude lower than those for Ti2O7. T2 - 3rd International conference on characterization and control of interfaces for high quality advanced materials CY - Kurashiki, Japan DA - 2009-09-06 PY - 2009 SN - 978-0-470-90917-1 VL - 219 SP - 111 EP - 116 PB - John Wiley & Sons CY - Hoboken, New Jersey, USA AN - OPUS4-21842 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maierhofer, Christiane A1 - Harrer, Andrea A1 - Nies, Daniel A1 - Pulz, Robert A1 - Röllig, Mathias A1 - Rehmer, Birgit T1 - Untersuchung von Transport- und Schädigungsprozessen in Keramiken und mineralischen Baustoffen mit lokal und global angeregter aktiver Thermografie N2 - In diesem Beitrag wird die Entwicklung eines aktiven Thermografieverfahrens zur zeit- und ortsaufgelösten in-situ und Echtzeit-Visualisierung von Transport- und Schädigungsprozessen für Anwendungen in Industrie und Umwelt vorgestellt. Das Verfahren ermöglicht unter Verwendung verschiedener thermischer Anregungsquellen u.a. die Bestimmung der thermischen Materialeigenschaften von Keramiken und trockenen und feuchten mineralischen Baustoffen. Schädigungsprozesse in Keramiken können in-situ visualisiert werden. Weiterhin werden Messergebnisse vorgestellt, die während des kapillaren Feuchtetransports in Naturstein erfasst wurden und diesen abbilden können. T2 - Sensoren und Messsysteme 2010 - 15. ITG/GMA-Fachtagung CY - Nürnberg, Deutschland DA - 2010-05-18 PY - 2010 SN - 978-3-8007-3260-9 IS - Paper 116 SP - 658 EP - 663 PB - VDE Verlag GmbH CY - Berlin, Offenbach AN - OPUS4-21949 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Rehmer, Birgit A1 - Beckmann, Jörg A1 - Finn, Monika A1 - Glaubitz, Steffen ED - Singh, M. T1 - Determination of elastic moduli of C/C-Composite at elevated temperature up to 1900° C T2 - 5th International Conference on High Temperature Ceramic Matrix Composites (HTCMC-5) CY - Seattle, WA, USA DA - 2004-09-12 KW - E-Modul KW - Keramische Verbundwerkstoffe KW - Hochtemperaturprüfung PY - 2004 SN - 1-574-98219-2 SP - 575 EP - 580 PB - American Ceramic Society CY - Westerville AN - OPUS4-5606 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Kramer, A. A1 - Nies, Daniel A1 - Pulz, Robert A1 - Rehmer, Birgit A1 - Stephan, Ina A1 - Maierhofer, Christiane ED - Mazal, Pavel T1 - Laser induced active thermography for the visualization of transport processes in building materials T2 - 5th International workshop of NDT experts - NDT in progress 2009 CY - Prague, Czech Republic DA - 2009-10-12 KW - Active thermography KW - Laser KW - Local thermal excitation KW - Thermal transport KW - Water transport KW - Wood preservatives PY - 2009 SN - 978-80-214-3968-9 SP - 153 EP - 162 AN - OPUS4-20337 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zeisler, Peter A1 - Droste, Bernhard A1 - Rehmer, Birgit A1 - Rödel, R. ED - Droste, B. ED - Kowalewsky, H. T1 - A new fracture mechanics assessment method for ferritic steel components of type B packages T2 - PATRAM 98 - 12th International conference on the packaging and transportation of radioactive materials CY - Paris, France DA - 1998-05-10 PY - 1998 VL - 1 SP - 309 EP - 316 PB - Nuclear Technology Publishing CY - Paris, France AN - OPUS4-21558 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zeisler, Peter A1 - Droste, Bernhard A1 - Rödel, Roland A1 - Rehmer, Birgit T1 - Current approval procedures for type-B packages in Germany: Selected topics T2 - PATRAM ´95 - 11th International Conference on the packaging and transportation of radioactive materials CY - Las Vegas, Nevada, USA DA - 1995-12-03 PY - 1995 SP - 488 EP - 495 AN - OPUS4-21638 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rehmer, Birgit T1 - Thermal shock behaviour of ceramics under different testing conditions T2 - 11th Intern. Conference and Exhibitions of the European Ceramic Society CY - Kraków, Poland DA - 2009-06-21 PY - 2009 AN - OPUS4-18697 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Pulz, Robert A1 - Rehmer, Birgit T1 - Thermal shock behaviour of ceramics under different testing conditions N2 - Beside the presentation of interesting parts of the experimental equipment the thermal shock behaviour of two ceramics will be discussed. Specimens of silicon carbide and zirconia were investigated in air and vacuum. The influence of the testing conditions on the strength will be addressed. KW - Thermal shock KW - Ceramics KW - Different media PY - 2010 DO - https://doi.org/10.1088/1742-6596/240/1/012162 SN - 1742-6588 SN - 1742-6596 VL - 240 IS - 1 SP - 012162-1 - 012162-4 PB - IOP Publ. CY - Bristol, UK AN - OPUS4-22161 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rehmer, Birgit T1 - Mechanical Behavior Especially at Very High Temperatures (Invited) T2 - 29th International Conference on Advanced Ceramics and Composites CY - Cocoa Beach, FL, USA DA - 2005-01-23 PY - 2005 AN - OPUS4-7134 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Beckmann, Jörg A1 - Rehmer, Birgit A1 - Finn, Monika A1 - Glaubitz, Steffen T1 - Bestimmung der elastischen Eigenschaften von Festkörpern - Teil 1 - Vergleichende Bewertung verschiedener Versuchsmethoden N2 - Für die Berücksichtigung mechanischer Belastungen unterhalb der Streckgrenze ist im Rahmen einer zuverlässigen Bauteilauslegung die Kenntnis der elastischen Konstanten von besonderer Bedeutung. Für die experimentelle Bestimmung des Elastizitätsmoduls wurde eine Vielzahl von Verfahren entwickelt, die zum Teil werkstoffspezifisch Eingang in die Normung gefunden haben. Prinzipiell können diese Verfahren in zwei Gruppen unterteilt werden; die statischen und die dynamischen Prüfverfahren. Die statischen Verfahren beruhen auf der direkten Messung des Spannungs-Dehnungs-Zusammenhangs während einer mechanischen Belastung im elastischen Verformungsbereich (Zug, Biegung, Druck). Die dynamischen Verfahren basieren auf der Schwingungsanregung eines Prüfkörpers und der Analyse der resultierenden Schwingungen (Resonanzmethode oder Impulsanregungsmethode) oder auf der Messung der Ultraschallausbreitungsgeschwindigkeit. Stellvertretend für die dynamischen Verfahren wird im ersten Teil dieses Beitrages die Resonanzmethode vorgestellt. Der zweite Teil dieses Beitrages fasst die werkstoffabhängigen Ergebnisse der E-Modulbestimmung mit statischen Verfahren im Zug- und Biegeversuch zusammen. KW - Elastizitätsmodul KW - Resonanzmethode PY - 2006 DO - https://doi.org/10.3139/120.100399 SN - 0025-5300 VL - 48 IS - 6 SP - 274 EP - 281 PB - Carl Hanser Verlag CY - München AN - OPUS4-12571 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zeisler, Peter A1 - Droste, Bernhard A1 - Rödel, Roland A1 - Rehmer, Birgit T1 - Current approval procedures for type-B packages in Germany: Overview T2 - PATRAM ´95 - 11th International Conference on the packaging and transportation of radioactive materials CY - Las Vegas, Nevada, USA DA - 1995-12-03 KW - Gefahrgutumschließung KW - Zertifizierung PY - 1995 VL - 1 SP - 496 EP - 503 AN - OPUS4-613 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Müller, Karsten A1 - Rehmer, Birgit T1 - Dynamic Fracture Toughness of Ductile Cast Iron for Transport and Storage Casks T2 - Jahrestagung Kerntechnik 2000 ; Annual Meeting on Nuclear Technology 2000 CY - Bonn, Germany DA - 2000-05-23 KW - DCI KW - Ductile Cast Iron KW - Transport and Storage Casks PY - 2000 SP - 609 EP - 612 PB - INFORUM-Verl. CY - Bonn AN - OPUS4-893 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Henkel, S. A1 - Weidner, A. A1 - Biermann, H. A1 - Kühn, Hans-Joachim A1 - Rehmer, Birgit A1 - Sonntag, Nadja T1 - LCF behavior and microstructure of alpha-brass CuZn30 under uniaxial, planar-biaxial and tension-torsion loading conditions N2 - The low-cycle fatigue behavior of cc-brass CuZn30 was irtvestigated in uniaxial (tension-compression and torional) and biaxial tests under total strain control at room temperature. Planar-biaxial fatigue tests were carried out on a servohydraulic tension-compression testing machine with and without phase shift using a cruciform specimen geometry with fixed principal stress axes. In phase and out of phase tensiontorsion tests were performed using tube shape specimens on a servohydraulic tensiontorsion testing machine. Microstructural investigations were performed by transmission electron microscopy as well as by scanning electron microscope. For all proportional load cases the equivalent strain amplitude based on a maximum shear strain energy criterion results in a similar hardening behavior and in fatigue life times within a scatter band of three. Out of phase loading results in additional cyclic hardening and reduced life time. Planar glide structures were observed in all tested cases as well as areas of pronounced strain localization in the torsional load cases. No evidence of transition to wavy glide behavior was observed. T2 - ICMFF10 - 10. International conference Multiaxial fatigue and fracture CY - Kyoto, Japan DA - 03.06.2013 KW - Fatigue biaxial PY - 2013 SP - 1 EP - 8 AN - OPUS4-32877 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fischer, Lena A1 - Uckert, Danilo A1 - Wedell, Wolfgang A1 - Kühn, Hans-Joachim A1 - Rehmer, Birgit A1 - Skrotzki, Birgit ED - Grellmann, W. ED - Frenz, H. T1 - Änderung der Steifigkeit als Maß für mechanische und oxidative Schädigung von Gusseisen mit Kugelgraphit N2 - Bei der isothermen und nichtisothermen Ermüdung (LCF und TMF) von warmfesten Gusseisenwerkstoffen wird mit zunehmender Dauer der Ermüdungsbelastung eine Schädigung des Werkstoffes infolge der mechanischen und thermischen Belastung in Form von plastischer Verformung, Rissbildung und -Wachstum, Porenbildung und Oxidation beobachtet. Diese Schädigungen führen vor dem eigentlichen Versagen (Probenbruch) zu einer signifikanten Verringerung der Steifigkeit. Am Beispiel des warmfesten austenitischen Gusseisens mit Kugelgraphit EN-GJSA-XNiSiCr35-5-2 werden Untersuchungen zum Einfluss der verschiedenen Schädigungsarten auf die Änderung der Steifigkeit vorgestellt. T2 - Tagung Werkstoffprüfung 2014 - Fortschritte in der Werkstoffprüfung für Forschung und Praxis - Werkstoffeinsatz, Qualitätssicherung und Schadensanalyse CY - Berlin, Germany DA - 04.12.2014 KW - Gusseisen KW - E-Modul KW - Steifigkeit KW - Oxidation KW - LCF KW - TMF KW - Ermüdung bei hoher Temperatur KW - Cast iron KW - Young´s modulus KW - Stiffness KW - Fatigue at high temperature PY - 2014 SN - 978-3-9814516-8-9 SN - 1861-8154 SP - 97 EP - 102 AN - OPUS4-32225 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Uckert, Danilo A1 - Kühn, Hans-Joachim A1 - Matzak, Kathrin A1 - Rehmer, Birgit ED - Grellmann, W. ED - Frenz, H. T1 - Ermüdungsverhalten des warmfesten austenitischen Gusseisens EN-GJSA-XNiSiCr35-5-2 bei hoher Temperatur T2 - Tagung Werkstoffprüfung 2014 - Fortschritte in der Werkstoffprüfung für Forschung und Praxis - Werkstoffeinsatz, Qualitätssicherung und Schadensanalyse CY - Berlin, Germany DA - 2014-12-04 KW - EN-GJSA-XNiSiCr35-5-2 KW - LCF KW - TMF KW - Ermüdung bei hoher Temperatur KW - Fatigue at high temperature PY - 2014 SN - 978-3-9814516-8-9 SN - 1861-8154 SP - 61 EP - 66 AN - OPUS4-32223 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Pulz, Robert A1 - Rehmer, Birgit A1 - Schneider, G.A. A1 - Skrotzki, Birgit T1 - Thermal shock study on different advanced ceramics by laser irradiation in different media N2 - The thermal shock behavior of three commercial-advanced ceramics (SSiC, MgO–PSZ, Al2O3) is characterized in air and vacuum applying a laser thermal shock. The available testing system permits the reproducible setting of defined temperature profiles in thin disks and allows a heating-up thermal shock in various media. Due to the accurate determination of the time- and space-resolved temperature distribution, the local stress state can be calculated as a function of time. It is shown that the thermal shock strength is highest for SSiC and lowest in Al2O3 with MgO–PSZ in between. The approach presented in this work allows quantifying the stress state at failure in terms of tangential tensile stress. The investigated environment does not affect the thermal shock resistance under the studied experimental conditions. KW - Laser-thermal shock KW - Advanced ceramic KW - Stress distribution KW - Thermal shock stress KW - Weibull statistics PY - 2016 UR - http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adem.201500162/full DO - https://doi.org/10.1002/adem.201500162 SN - 1438-1656 VL - 18 IS - 1 SP - 132 EP - 140 PB - Wiley-VCH Verl. CY - Weinheim AN - OPUS4-33456 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rehmer, Birgit T1 - LCF behaviour and microstructure of alpha-brass CuZn30 under biaxial, planar biaxial and tension-torsion loading conditions T2 - 10. International Conference on Multiaxial Fatigue and Fracture CY - Kyoto, Japan DA - 2013-06-03 PY - 2013 AN - OPUS4-32920 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Lucon, E. A1 - Abiko, K. A1 - Lambrecht, M. A1 - Rehmer, Birgit T1 - Tensile properties of commercially pure, high-purity and ultra-high-purity iron: Results of an international round-robin N2 - The room temperature tensile properties of iron with different purity levels (commercially pure, high-purity, and ultra-high-purity) were characterized at different strain rates in the framework of an international Round-Robin involving four laboratories (BAM, IMR-TU, NIST, and SCK•CEN). The test results were collected and analyzed by NIST, and are presented in this Technical Note. Data from all the participating laboratories were found in good agreement, thus allowing a clear assessment of the influence of strain rate and purity level on tensile properties (mechanical resistance and ductility). A clear increase of yield strength and, to a lesser extent, tensile strength was observed for all materials as strain rate increases and purity level decreases. The highest strain rate sensitivity was associated with the highest purity level (ultra-high-purity Fe). Ductility trends were less unequivocal, but typically an increase of elongation at fracture and reduction of area was detected as strain rate and purity level increase. Significant differences in tensile properties were observed between the two investigated types of high-purity Fe, which can be attributed to an influence of the production process in terms of melting environment (atmosphere and crucible), as well as differences in chemical compositions. KW - Commercially pure iron KW - Ductility KW - High-purity iron KW - Purity level KW - Round-Robin KW - Strain rate KW - Tensile strength KW - Ultra-high-purity iron KW - Yield strength KW - Tensile properties KW - Pure iron PY - 2015 DO - https://doi.org/10.6028/NIST.TN.1879 SP - 1 EP - 36 AN - OPUS4-33190 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pulz, Robert A1 - Rehmer, Birgit T1 - Laser thermal shock experiments - performance and evaluation on the basis of advanced ceramics N2 - The thermal shock behaviour in air and vacuum of three different advanced ceramics is investigated by introducing a new testing method. This thermal shock testing system permits the reproducible setting of defined temperature profiles in thin disks. In order to perform heating - up thermal shock experiments under reproducible conditions and to measure the transient temperature fields, a laser beam is directed spirally across the surface of the specimen. In this process, the specimen is heated up faster than the temperature gradient is compensated by thermal conductivity. Resulting temperature fields were recorded space and time resolved. Based on the knowledge of the local temperature distribution at the moment of failure, the critical fracture stress can be calculated. The scatter of thermal shock strength is quantitatively determined for the tested ceramics by using a improved statistical method. KW - Thermal shock KW - Weibull statistics KW - Environmental media PY - 2011 DO - https://doi.org/10.1088/1757-899X/18/20/202019 SN - 1757-899X N1 - Serientitel: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering – Series title: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering IS - Symposium 14 SP - 202019, 1 EP - 4 AN - OPUS4-33028 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Rehmer, Birgit A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Glaubitz, Steffen T1 - Influence of casting skin on fatigue lifetime of ferritic ductile cast iron N2 - The fatigue behaviour of cast iron is usually investigated on machined specimens. Components of cast iron, however, have a casting skin; therefore the investigation of the influence of the casting skin on the lifetime is of interest. To study this influence isothermal fatigue tests were carried out on heat-resisting spheroidal graphite cast iron EN GJS SiMo 4.05 in 4–point-bending set-up at 400 °C. Specimens with and without casting skin were investigated comparatively. The number of cycles to failure was significantly lower for specimens with casting skin. Metallographic investigations underline the reduction of lifetime caused by casting skin. KW - Cast iron KW - Casting skin KW - Fatigue KW - Lifetime PY - 2017 SN - 0025-5300 VL - 59 IS - 1 SP - 5 EP - 10 PB - Carl Hanser Verlag CY - München AN - OPUS4-38929 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rehmer, Birgit A1 - Finn, Monika A1 - Uhlemann, Patrick A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Scheuerlein, Ch. T1 - Vergleichende Bewertung verschiedener Verfahren der E-Modulbestimmung für metallische Werkstoffe N2 - Für numerische Beanspruchungs- und Lebensdaueranalysen ist die Kenntnis des E-Moduls der eingesetzten Werkstoffe von zentraler Bedeutung. Für seine experimentelle Bestimmung wurden eine Vielzahl von Verfahren entwickelt, die zum Teil werkstoffspezifisch Eingang in die Normung gefunden haben. Prinzipiell können diese Verfahren in zwei Gruppen eingeteilt werden - die statischen und die dynamischen Prüfverfahren. Während die statischen Verfahren auf der direkten Messung des Spannungs-Dehnungs-Zusammenhangs während einer Belastung im elastischen Verformungsbereich beruhen (Zug-, Biege- bzw. Druckversuch) nutzen die dynamischen Verfahren die Analyse der resultierenden Schwingungen nach einer entsprechenden Anregung eines Prüfkörpers (Resonanz- bzw. Impulsanregungsmethode). Für verschiedene Werkstoffe wurden statische und dynamische Verfahren zur E-Modulbestimmung eingesetzt. Die Unterschiede und Vorteile der verschiedenen Verfahren werden vergleichend diskutiert. T2 - Tagung Werkstoffprüfung 2017 CY - Berlin, Germany DA - 30.11.2017 KW - E-Modul KW - Zugversuch KW - Druckversuch KW - Resonanzmethode KW - Impuls-Anregungs-Methode PY - 2017 AN - OPUS4-43253 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rehmer, Birgit A1 - Finn, Monika A1 - Uhlemann, Patrick A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Scheuerlein, C. ED - Frenz, H. ED - Langer, B. T1 - Vergleichende Bewertung verschiedener Verfahren der E-Modulbestimmung für metallische Werkstoffe N2 - Für numerische Beanspruchungs- und Lebensdaueranalysen ist die Kenntnis des E-Moduls der eingesetzten Werkstoffe von zentraler Bedeutung. Für seine experimentelle Bestimmung wurden eine Vielzahl von Verfahren entwickelt, die zum Teil werkstoffspezifisch Eingang in die Normung gefunden haben. Prinzipiell können diese Verfahren in zwei Gruppen eingeteilt werden - die statischen und die dynamischen Prüfverfahren. Während die statischen Verfahren auf der direkten Messung des Spannungs-Dehnungs-Zusammenhangs während einer Belastung im elastischen Verformungsbereich beruhen (Zug-, Biege- bzw. Druckversuch) nutzen die dynamischen Verfahren die Analyse der resultierenden Schwingungen nach einer entsprechenden Anregung eines Prüfkörpers (Resonanz- bzw. Impulsanregungsmethode). Für verschiedene Werkstoffe wurden statische und dynamische Verfahren zur E-Modulbestimmung eingesetzt. Die Unterschiede und Vorteile der verschiedenen Verfahren werden vergleichend diskutiert. T2 - Tagung Werkstoffprüfung 2017 CY - Berlin, Germany DA - 30.11.2017 KW - E-Modul KW - Zugversuch KW - Druckversuch KW - Resonanzmethode KW - Impuls-Anregungsmethode PY - 2017 SN - 978-3-9814516-7-2 SN - 1861-8154 SP - 217 EP - 224 PB - Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung CY - Berlin AN - OPUS4-43255 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Rajendran, R. A1 - Petley, V. A1 - Rehmer, Birgit T1 - Dynamic elastic properties of aero-engine metallic isotropic materials N2 - Study of elastic properties of aero-engine metallic materials is of paramount importance because it forms one of the foundations of engineering design of components. Nine isotropic aero-engine metallic materials were studied for their elastic properties for a temperature range varying from ambient to operating limit. Test was carried out in vacuum to prevent oxidation of specimens. Dimensional corrections of the specimen due to thermal expansion were taken into account. Dynamic elastic modulus was evaluated as the average of the moduli that was obtained through first flat and edge flexural mode frequencies. Dynamic shear modulus was established through the first torsional mode of frequency. KW - Dynamic elastic modulus KW - Dynamic shear modulus PY - 2012 UR - http://pil.sagepub.com/content/early/2012/07/17/1464420712454071.full.pdf+html DO - https://doi.org/10.1177/1464420712454071 SN - 2041-3076 SN - 1464-4207 SP - 1 EP - 7 PB - Sage Publ. CY - London AN - OPUS4-26237 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Uckert, Danilo A1 - Matzak, Kathrin A1 - Kühn, Hans-Joachim A1 - Rehmer, Birgit A1 - Peter, Frauke A1 - Fedelich, Bernard A1 - Skrotzki, Birgit T1 - Erweiterung bestehender Werkstoff- und Rechenmodelle zur Lebensdauervorhersage für Abgasturbolader-Heißteile unter thermomechanischer Ermüdungsbeanspruchung T2 - Informationstagung Turbomaschinen - Frühjahrstagung 2014 CY - Magdeburg, Germany DA - 2014-03-27 KW - TMF-Lebensdauerberechnung KW - ATL-Heißteile PY - 2014 IS - R567 SP - 147 EP - 175 AN - OPUS4-30489 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Olbricht, Jürgen A1 - Lippmann, Tim A1 - Klingelhöffer, Hellmuth A1 - Rehmer, Birgit A1 - Skrotzki, Birgit T1 - Mechanical characterisation of heat resistant power plant materials by creep and fatigue testing in controlled gas atmospheres N2 - The continuing increase of steam parameters of fossil fuelled high efficiency power plants and new combustion concepts for the capture and storage of carbon dioxide lead to harsher service conditions for the components and structural materials of such facilities. The present work introduces a test concept that allows testing of candidate materials under simultaneous mechanical and corrosive loading. The material's reaction can be directly investigated under simulated temperature, load and corrosion conditions of modern installations. First results obtained for different heat resistant steels suggest a strong influence of the environmental medium on the fatigue and creep behaviour. Such findings complement the data that is available from the classical qualification process of the materials and may support the material selection for new power plant installations. N2 - Die weitere Erhöhung der Dampfparameter von hocheffizienten fossil befeuerten Kraftwerken sowie neue Verbrennungskonzepte zur Realisierung der Kohlendioxidabscheidung und -speicherung führen zu erschwerten Einsatzbedingungen für die Bauteile und Strukturwerkstoffe solcher Anlagen. Die vorliegende Arbeit stellt ein Prüfkonzept vor, das die Prüfung von Kandidatenwerkstoffen unter überlagerter mechanischer und korrosiver Beanspruchung ermöglicht. Die Werkstoffreaktion kann direkt unter den simulierten Temperatur-, Last- und Korrosionsbedingungen moderner Anlagen untersucht werden. Erste Ergebnisse für verschiedene warmfeste Stähle deuten auf einen erheblichen Einfluss des Umgebungsmediums auf das Ermüdungs- und Kriechverhalten hin. Solche Erkenntnisse ergänzen die aus den Qualifizierungsuntersuchungen der Werkstoffe verfügbaren Daten und können so die Werkstoffauswahl für neue Anlagen unterstützen. KW - Hocheffiziente Kraftwerke KW - Kohlendioxidabscheidung und -speicherung (CCS) KW - Warmfeste Stähle KW - Mechanische Eigenschaften KW - Korrosionsverhalten KW - High efficiency power plants KW - Carbon capture and storage (CCS) KW - Heat resistant steels KW - Mechanical properties KW - Corrosion behaviour PY - 2014 DO - https://doi.org/10.1002/mawe.201400185 SN - 0933-5137 SN - 1521-4052 VL - 45 IS - 1 SP - 5 EP - 14 PB - Wiley-VCH Verl. CY - Weinheim AN - OPUS4-30309 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Uckert, Danilo A1 - Kühn, Hans-Joachim A1 - Matzak, Kathrin A1 - Rehmer, Birgit A1 - Skrotzki, Birgit T1 - Ermüdungsverhalten des warmfesten austenitischen Gusseisens EN-GJSA-XNiSiCr35-5-2 bei hoher Temperatur N2 - Die warmfeste austenitische Gusseisenlegierung EN-GJSA-XNiSiCr35-5-2 (häufig auch als Ni-Resist D-5S bezeichnet) wurde hinsichtlich ihres mechanischen Verhaltens bei hoher Temperatur charakterisiert. Dazu wurden (isotherme) niederzyklische (LCF-) und (nicht-isotherme) thermomechanische Ermüdungsversuche (TMF) zwischen Raumtemperatur und 900 °C durchgeführt. Diese Ergebnisse dienten (zusammen mit weiteren Versuchsdaten) der Kalibrierung werkstoffmechanischer Modelle. Bei den höchsten Prüftemperaturen wurde Schädigung in Form von Kriechen beobachtet und metallographisch dokumentiert. T2 - Langzeitverhalten warmfester Stähle und Hochtemperaturwerkstoffe CY - Dusseldorf, Germany DA - 30.11.2018 KW - Kriechen KW - LCF KW - Lebensdauer KW - Ni-Resist KW - Schädigung KW - TMF PY - 2018 SN - 978-3-00-061694-5 SP - 29 EP - 38 CY - Düsseldorf AN - OPUS4-46919 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Butz, Adam A1 - Fedelich, Bernard A1 - Rehmer, Birgit A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Schmitz, Sebastian ED - Moninger, G. T1 - Risserkennung an Bohrlochproben: Numerische Voruntersuchung für eine neuartige Methode zur Rissformerkennung T1 - Crack Detection on Borehole Specimens: Numerical pre-examination for a novel crack shape detection method N2 - Es konnte anhand einer numerischen Voruntersuchung gezeigt werden, dass anhand der kombinierten Auswertung der im Versuch verwendeten Sensorik eine Einteilung der unter Ermüdung in Bohrlochproben auftretenden Rissformen in verschiedene Hauptkategorien (Eckriss, Oberflächenriss, Durchgangsriss) möglich ist. N2 - When fatigued specimens with a hole are to be investigated regarding crack growth, it may be the case that the shape of the crack can’t be identified with sufficient certainty. If marking the fracture surface e.g. using beach marks is not possible, a method is required that nevertheless allows for the determination of the crack shape in order to calculate the corresponding fracture mechanics parameters. This paper describes a numerical pre-study for a method that allows for the classification of cracks in a sample featuring a drill hole into one of three crack shape classes based on the combined evaluation of various types of test data. T2 - Tagung Werkstoffprüfung 2018 CY - Bad Neuenahr, Germany DA - 06.12.2018 KW - Crack KW - LCF KW - Data Fusion KW - Risse KW - Rissform KW - Datenfusion PY - 2018 VL - 2018 SP - 249 EP - 254 AN - OPUS4-46976 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kindrachuk, Vitaliy A1 - Fedelich, Bernard A1 - Rehmer, Birgit A1 - Peter, Frauke T1 - Computational methods for lifetime prediction of metallic components under high-temperature fatigue N2 - The issue of service life prediction of hot metallic components subjected to cyclic loadings is addressed. Two classes of lifetime models are considered, namely, the incremental lifetime rules and the parametric models governed by the fracture mechanics concept. Examples of application to an austenitic cast iron are presented. In addition, computational techniques to accelerate the time integration of the incremental models throughout the fatigue loading history are discussed. They efficiently solve problems where a stabilized response of a component is not observed, for example due to the plastic strain which is no longer completely reversed and accumulates throughout the fatigue history. The performance of such an accelerated Integration technique is demonstrated for a finite element simulation of a viscoplastic solid under repeating loading–unloading cycles. KW - Fatigue KW - Incremental lifetime models KW - Finite element analysis PY - 2019 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-481215 UR - https://www.mdpi.com/2075-4701/9/4/390 DO - https://doi.org/10.3390/met9040390 SN - 2075-4701 VL - 9 IS - 4 SP - 390, 1 EP - 24 PB - mdpi CY - Basel, Switzerland AN - OPUS4-48121 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Scheuerlein, C. A1 - Finn, Monika A1 - Meyer, Christian A1 - Lackner, F. A1 - Savary, F. A1 - Rehmer, Birgit T1 - Thermomechanical Behavior of the HL-LHC 11 Tesla Nb3Sn Magnet Coil Constituents During Reaction Heat Treatment N2 - The knowledge of the temperature-induced changes of the superconductor volume and of the thermomechanical behavior of the different coil and tooling materials is required for predicting the coil geometry and the stress distribution in the coil after the Nb3Sn reaction heat treatment. In this paper, we have measured the Young’s and shear moduli of the HL-LHC 11 T Nb3Sn dipole magnet coil and reaction tool constituents during in situ heat cycles with the dynamic resonance method. The thermal expansion behaviors of the coil components and of a free standing Nb3Sn wire were compared based on dilation experiments. KW - Superconducting magnet KW - Young`s modulus KW - Thermal expansion KW - Stress-strain-behavior PY - 2018 DO - https://doi.org/10.1109/TASC.2018.2792485 SN - 1051-8223 SN - 1558-2515 VL - 28 IS - 3 SP - 4003806 - 1 EP - 4003806 - 6 PB - IEEE Council on Superconductivity CY - New York AN - OPUS4-44020 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kühn, Hans-Joachim A1 - Rehmer, Birgit A1 - Skrotzki, Birgit T1 - Thermomechanical fatigue of heat-resistant austenitic cast iron EN-GJSA-XNiSiCr35-5-2 (Ni-Resist D-5S) N2 - TMF tests were carried out on EN-GJSA-XNiSiCr35-5-2 at constant minimum temperature (400 °C) and varying maximum temperatures (Tmax = 700 °C, 800 °C, 900 °C) with hold times of 180 s at Tmax and two phase angles (in-phase (IP), 180° out-of-phase (OP)). The results showed a comparable strength under OP- and IP-TMF loading. At Tmax = 700 °C and 900 °C, the lifetime in IP-tests was slightly longer than that of OP-tests, while it is vice versa at Tmax = 800 °C. The IP-tests at Tmax = 900 °C showed a similar lifetime as OP-tests at Tmax = 700 °C and 800 °C, which was unexpected for such a high testing temperature. All IP-tests at Tmax = 900 °C showed a continuous cyclic softening from the beginning on, which was different from all other testing conditions. Complementary metallographic investigations indicated that under this test condition, intergranular creep damage is present in the volume of the test pieces. T2 - 3rd International Workshop on Thermo-Mechanical Fatigue (TMF-Workshop 2016) CY - Berlin, Germany DA - 27.04.2016 KW - Cast iron KW - Cracks KW - Cyclic softening KW - Microscopy KW - Thermomechanical fatigue PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2017.01.009 SN - 0142-1123 SN - 1879-3452 VL - 99 IS - 2 (Special issue: Recent developments in thermo-mechanical fatigue) SP - 295 EP - 302 PB - Elsevier CY - Oxford AN - OPUS4-39680 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Fedelich, Bernard A1 - Kühn, Hans-Joachim A1 - Rehmer, Birgit A1 - Skrotzki, Birgit T1 - Experimental and analytical investigation of the TMF-HCF lifetime behavior of two cast iron alloys N2 - The combined loading Thermomechanical Fatigue (TMF) with High Cycle Fatigue (HCF) has been experimentally investigated for two cast iron alloys. Both alloys contain globular graphite nodules but the first one has a ferritic structure while the second one has an austenitic crystal structure. In particular, the influences of the HCF frequency, of the HCF loading amplitude and of the location of the superposed HCF cycles have been investigated. It was observed that the HCF frequency has a limited impact on the fatigue life. On the other side, the HCF-strain amplitude has a highly non-linear influence on the fatigue life. The experimental results can be understood in terms of a fracture mechanics based damage mechanism: Cracks quickly initiate due to the TMF loading and the growth of the cracks up to a few mm controls the fatigue life. If HCF-loading cycles are superposed, cyclic crack propagation dramatically accelerates after a threshold has been reached. This threshold is regarded as controlling the fatigue life reduction. The previous ideas have been expressed in a model that can be very simply applied to estimate the fatigue life reduction ratio due to the superposed HCF cycles. It only contains two adjustable parameters and can be combined with any TMF life assessment model. T2 - 3rd International Workshop on Thermo-Mechanical Fatigue (TMF-Workshop 2016) CY - Berlin, Germany DA - 27.04.2016 KW - Thermomechanical Fatigue (TMF) KW - High Cycle Fatigue (HCF) KW - Cast iron KW - Fatigue assessment PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2016.11.013 SN - 0142-1123 SN - 1879-3452 VL - 99 IS - 2 (Special issue: Recent developments in thermo-mechanical fatigue) SP - 266 EP - 278 PB - Elsevier CY - Oxford AN - OPUS4-39810 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rehmer, Birgit T1 - Kriechschädigung bei der thermomechanischen Ermüdung des warmfesten Gusseisens EN-GJSA-NISICR35-5-2 (Ni-Resist D-55) N2 - Die TMF-Lebensdauer des austenitischen Gusseisens Ni-Resist bei Tmin 400°C und Tmax 700, 800 und 900°C wurde untersucht. In-Phase TMF-Versuche bei Tmax 900 °C zeigten (im Gegensatz zu allen anderen TMF Versuchen) von Versuchsbeginn an eine kontinuierliche zyklische Entfestigung. Als Ursache konnte nach umfangreichen metallografischen Untersuchungen für diese Versuchsparameter eine ausgeprägte Kriechschädigung nachgewiesen werden, die bei anderen Ermüdungsversuchen so nicht auftrat. T2 - DVM Workshop "Bauteilverhalten bei thermomechanischer Ermüdung CY - Berlin, Germany DA - 06.04.2017 KW - Ermüdung KW - Kriechen PY - 2017 AN - OPUS4-40071 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Grützner, Stefan A1 - Fedelich, Bernard A1 - Rehmer, Birgit A1 - Buchholz, B. ED - Clark, G. ED - Wang, C.H. T1 - Material modelling and lifetime prediction of Ni-base gas turbine blades under TMF conditions N2 - Under cyclic thermomechanical loading conditions, various damage mechanisms such as strain accumulation, creep cavitation, ageing, fatigue surface cracking etc. may take place in the material of a gas turbine blade. Depending on the loading conditions, all these effects can contribute to reduce the lifetime of the component. Subject of the present work is the development of a material model to describe the mechanical effects mentioned above, as well as the development of a lifetime model able to discriminate the different damage mechanisms. T2 - Fatigue 2014 - 11th International Fatigue Congress CY - Melbourne, Australia DA - 2014-03-02 KW - Creep KW - Fatigue KW - Ni-base superalloy KW - Oxidation damage KW - Ratcheting KW - Strain induced ageing KW - Viscoplastic PY - 2014 DO - https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.891-892.1277 N1 - Serientitel: Advances materials research – Series title: Advances materials research VL - 891-892 IS - XXX. Thermomechanical Fatigue SP - 1277 EP - 1282 AN - OPUS4-30721 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Grützner, Stefan A1 - Rehmer, Birgit A1 - Fedelich, Bernard A1 - Mosquera Feijoo, Maria T1 - Deformation modeling and lifetime prediction of Ni-base gas turbine blade alloys under TMF-conditions N2 - Under cyclic thermomechanical loading conditions, various effects such as strain accumulation, creep damage, ageing, fatigue etc. may occur in the material of a gas turbine blade. Depending on the loading conditions, all these effects contribute to reduce the lifetime of the component. Subject of the present work is the development of a lifetime model able to discriminate between the different damage mechanisms, as well as the development of a material model to describe the mentioned effects and thus providing the input data for lifetime prediction. T2 - ASME Turbo Expo 2014 - GT2014 CY - Düsseldorf, Germany DA - 16.06.2014 KW - Ni-base super alloy KW - Viscoplastic KW - Ratcheting KW - Creep KW - Strain induced ageing KW - Fatigue KW - Oxidation damage PY - 2014 SN - 978-0-7918-4576-9 SP - GT2014-26332, 1-7 AN - OPUS4-30962 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Nies, Daniel A1 - Rehmer, Birgit A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Vaßen, R. T1 - Damage characterization of thermal barrier coatings by acoustic emission and thermography N2 - Thermal barrier coatings allow increasing the operating temperature and efficiency of land-, sea-, or air-based turbines. As failure of the coating may result in serious damage of the turbine, reliable estimation of its lifetime is essential. To assess the lifetime, cyclic tests are conceived to combine thermal loading by heating the surface of the coating with laser irradiation and nondestructive methods for damage determination. Using laser irradiation allows a high reproducibility of the thermal load. The temperature of the sample surface during thermal loading is determined by an infrared-camera which also enables the possibility to detect damage in the coating via thermography. Additionally, four acoustic sensors, attached to the experimental setup, are used to detect damage in the sample and determine the source of acoustic events. Results of acoustic emission correlate well with thermographic images that visualize the formation and evolution of damage through delaminations in the samples. PY - 2012 DO - https://doi.org/10.1002/adem.201200107 SN - 1438-1656 VL - 14 IS - 9 SP - 790 EP - 794 PB - Wiley-VCH Verl. CY - Weinheim AN - OPUS4-26536 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Pulz, Robert A1 - Rehmer, Birgit A1 - Skrotzki, Birgit T1 - Thermoschock - Interpretation von makroskopischen Bruchmerkmalen / Thermal shock - an interpretation of the macroscopic characteristics of fracture N2 - Der vorliegende Beitrag beschreibt typische Bruchmuster, die an SSiC Proben nach Thermoschockexperimenten beobachtet wurden und korreliert diese qualitativ mit der aufgebrachten Belastung. Der Thermoschock wird durch eine schnelle, in der Probenmitte beginnende spiralförmige Aufheizung dünner Scheiben mit Laserstrahlung realisiert. Durch diese Versuchsführung wandert ein zunehmender Temperaturgradient von der Mitte beginnend in radialer Richtung durch die Probe. Dieser Temperaturgradient ist für die Ausbildung von Druckspannungen im Probeninneren und Zugspannungen im kalten Randbereich der Probe verantwortlich. Beim Erreichen einer kritischen, versagensrelevanten Spannung tritt Probenbruch auf. Dabei wird die bis zu diesem Zeitpunkt in der Probe gespeicherte elastische Energie teilweise in die Schaffung von Rissoberflächen umgewandelt. Der Zusammenhang zwischen gespeicherter elastischer Energie und Bruchmuster wird dargestellt. KW - Thermoschock KW - Fraktographie KW - Elastische Energie KW - SSiC PY - 2010 DO - https://doi.org/10.3139/147.110081 SN - 0032-678X N1 - Sprachen: Deutsch/Englisch - Languages: German/English VL - 47 IS - 6 SP - 302 EP - 312 PB - Hanser CY - München AN - OPUS4-21515 LA - mul AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Scheuerlein, C. A1 - Ping, I. A1 - Senatore, C. A1 - Di Michiel, M. A1 - Thilly, L. A1 - Gerardin, A. A1 - Rehmer, Birgit A1 - Oberli, L. A1 - Willering, G. A1 - Bottura, L. T1 - Temperature induced degradation of Nb-Ti/Cu composite superconductors N2 - The degradation mechanisms of state-of-the-art Nb-Ti/Cu superconductors are described, based on in-situ synchrotron X-ray diffraction measurements during heat treatment. A quantitative description of the Nb-Ti/Cu degradation in terms of critical current density, Cu stabiliser resistivity and mechanical composite strength is presented. In an applied magnetic field a significant critical current degradation is already observed after a 5-minute 400 °C heat treatment, due to variations of –Ti precipitate size and distribution within the Nb-Ti alloy filaments. A strong degradation of the strand mechanical properties is observed after several minutes heating above 550 °C, which is also the temperature at which the formation of Cu-Ti intermetallic phases is detected. Several minutes heating at 250 °C are sufficient to increase the RRR of the strongly cold work strands inside a Rutherford type cable from about 80 to about 240. Heating for several minutes at 400 °C does not cause a significant conductor degradation in self-field and, thus, leaves enough temperature margin for the electrical interconnection of Nb-Ti/Cu conductors with common low temperature solders. KW - Supraleiter PY - 2010 DO - https://doi.org/10.1088/1742-6596/234/2/022031 SN - 1742-6588 SN - 1742-6596 VL - 234 IS - 2 SP - 022031-1 - 022031-5 PB - IOP Publ. CY - Bristol, UK AN - OPUS4-22618 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Nies, Daniel A1 - Pulz, Robert A1 - Glaubitz, Steffen A1 - Finn, Monika A1 - Rehmer, Birgit A1 - Skrotzki, Birgit T1 - Testing of thermal barrier coatings by laser excitation N2 - Thermal barrier coatings (TBCs) are used to increase the operating temperature of land-, sea-, or air-based turbines. As failure of the coating may result in serious damage of the turbine, reliable estimation of the lifetime is essential. Most experiments to assess the lifetime or to determine parameters for simulations of the behavior of TBCs are done by burner-rig-tests, where the operating conditions are simulated by cyclic heating of the surface and cooling of the backside of a coated sample. In this work a possibility is presented to do comparable experiments by heating the surface with laser irradiation instead of a burner. For this purpose a Nd:YAG-laser with a maximum output power of 1?kW and a wavelength of 1064?nm is used. The laser spot can be moved by integrated optics across the sample surface to achieve homogeneous heating of the coating. Cooling of the backside is done by air. The temperature of the sample surface is determined by an infrared-camera which also enables the possibility to detect failures in the coating via thermography. Additionally, acoustic sensors attached to the sample holder are used to detect failures in the sample. The investigated ceramic material (yttria stabilized zirconia) has a very low absorption coefficient at the used laser wavelength. Therefore, a pre-treatment of the samples was needed to increase the absorption coefficient to be able to heat up the samples. In this paper, the experimental setup and first experimental results are presented. KW - Thermal barrier coating (TBC) KW - Yttria stabilized zirconia KW - Laser irradiation KW - Acoustic emission KW - Thermography PY - 2010 DO - https://doi.org/10.1002/adem.201000212 SN - 1438-1656 VL - 12 IS - 12 SP - 1224 EP - 1229 PB - Wiley-VCH Verl. CY - Weinheim AN - OPUS4-22896 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Pulz, Robert A1 - Rehmer, Birgit A1 - Skrotzki, Birgit T1 - Pyrometric temperature measurement of ceramic thermal shock samples N2 - The determination of critical failure parameters during thermal shock requires a time and space resolved temperature measurement of the sample. High frequency pyrometry is a suitable technique for such a measurement task, which usually requires the knowledge of the optical properties of the investigated material. Another challenge is the infrared transparency of materials to be checked in the wavelength range of the pyrometer. The thermal shock disks are very thin, due to the need of homogeneous temperature distribution and to maintain a two-dimensional problem. To allow a pyrometric temperature measurement a universal calibration method for high frequency infrared cameras has been developed. Pyrometry in various media was demanded, as well as the estimation of optical properties (reflection, transmittance and emission) for the selected ceramics to be tested. KW - Temperature measurement KW - Ceramics KW - Emission coefficient KW - Radiation thermometry KW - Thermal shock PY - 2011 DO - https://doi.org/10.1016/j.measurement.2010.09.050 SN - 0263-2241 SN - 1873-412X VL - 44 IS - 1 SP - 259 EP - 266 PB - Elsevier Ltd. CY - London AN - OPUS4-22474 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Maierhofer, Christiane A1 - Krankenhagen, Rainer A1 - Röllig, Mathias A1 - Rehmer, Birgit A1 - Gower, M. A1 - Baker, G. A1 - Lodeiro, M. A1 - Aktas, A. A1 - Monte, C. A1 - Adibekyan, A. A1 - Gutschwager, B. T1 - Defect characterisation of tensile loaded CFRP and GFRP laminates used in energy applications by means of infrared thermography N2 - The increased use of fibre reinforced plastic (FRP) composites for improved efficiency and reliability in energy related applications, e.g. wind and marine turbine blades, nacelles, oil and gas flexible risers, also increases the demand for innovative non-destructive testing technologies. In this contribution, results concerning the characterisation of CFRP and GFRP during and after quasi-static tensile loading are presented. It includes the measurement of optical properties in the infrared spectral range, tensile loading tests with the observation of the temperature distribution at one or both sides of the specimens using an infrared camera for the preparation and monitoring of intended natural defects, and active thermography inspections after tensile loading. It is shown that the defect preparation was successful. Thermographic monitoring during and active thermography testing after tensile loading enable the detection of the lateral extend of the generated defects. Differences between CFRP and GFRP materials are discussed. KW - Tensile loading KW - Fibre reinforced composites KW - Active and passive thermography KW - Emissivity PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1080/17686733.2017.1334312 SN - 1768-6733 SN - 2116-7176 VL - 15 IS - 1 SP - 17 EP - 36 PB - Taylor and Francis CY - London AN - OPUS4-40968 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rehmer, Birgit T1 - Thermo-mechanical fatigue of heat resistant austenitic cast iron EN-GJSA-NiSiCr35-5-2 (Ni-Resist D-5S) N2 - Austenitic cast iron was primarily used as material for pumps and mountings due to their excellent corrosion resistance. Certain grades, especially those with spherical graphite morphology, offer also a good high temperature strength and a high scaling resistance, which opened new fields of application e.g. for casing part of gas turbines, exhaust manifolds and turbo chargers. For such applications, a high ductility and creep resistance is beneficial, as exhibited by the studied alloy EN-GJSA-XNiSiCr35-5-2. Its high Ni-content produces the austenitic matrix, while Cr increases strength, hardness and scaling resistance. The alloy is standardized according to DIN EN 13835 with respect to chemical composition and mechanical properties (strength, elongation at fracture, Young's modulus, hardness and impact energy) at room temperature. However, data on mechanical properties at high temperature were rarely published in the open literature. In a recently completed research project, we comprehensively characterized the alloy EN-GJSA-XNiSiCr35-5-2 in terms of its temperature dependent mechanical behavior concerning strength and to isothermal as well as non-isothermal fatigue behavior. The results were used to calibrate a material and lifetime model. TMF tests were carried out with a constant minimum temperature (Tmin = 400 °C) and varying maximum temperatures (Tmax = 700 °C, 800 °C, 900 °C) with hold times of 180 s at Tmax and two phase angles (in-phase (IP), 180° out-of-phase (OP)). The investigated alloy showed a strongly deviating TMF behavior as compared to ferritic SiMo alloys investigated in a previous project: the austenitic material exhibits a comparable strength under OP- and IP-TMF loading, while the ferritic alloys showed a distinct higher strength under IP- than under OP-TMF load. At Tmax = 700 °C and 900 °C, the lifetime of Ni-Resist in IP-tests is slightly longer than that of OP-tests, while it is vice versa at Tmax = 800 °C. The IP-tests at Tmax = 900 °C show a comparable lifetime as OP-tests at Tmax = 700 °C and 800 °C, which was unexpected for such a high testing temperature. When plotting the stress range versus N it becomes clear that the behavior at Tmax = 900 °C is different from the other investigated temperatures: at 700 °C and 800 °C the stress-curve exhibits a range of stabilized stress for both phase angles. This is also true for the OP-tests at Tmax = 900 °C. However, all IP-tests at Tmax = 900 °C show a continuous cyclic softening from the beginning on. The stiffness of the test pieces decrease continuously with increasing number of cycles and their surfaces show numerous cracks. Complementary metallographic investigations showed that beside classical fatigue damage with cracks initiated at the surface, intergranular creep damage was found in the volume of the test pieces. Pores and cracks are formed at grain boundaries perpendicular to the applied load. This is also a distinct difference to the SiMo alloys. T2 - 3rd International Workshop on Thermo-mechanical Fatigue CY - Berlin, Germany DA - 27.04.2016 KW - cast iron. fatigue KW - cyclic softening PY - 2016 AN - OPUS4-35912 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maierhofer, Christiane A1 - Krankenhagen, Rainer A1 - Röllig, Mathias A1 - Rehmer, Birgit A1 - Gower, M. A1 - Baker, G. A1 - Lodeiro, M. A1 - Aktas, A. A1 - Knaszovicka, L. A1 - Blahut, A. A1 - Monte, C. A1 - Adibekyan, A. A1 - Gutschwager, B. T1 - Characterisation of artificial defects in CFRP and GFRP sheets designed for energy applications using active thermography N2 - The increased use of fibre-reinforced plastic (FRP) composites for improved efficiency and reliability in energy related applications e.g. wind and marine turbine blades, nacelles, oil and gas flexible risers, also increases the demand for innovative non-destructive testing technologies. Thus, in order to achieve increased acceptance of suited and optimized non-destructive testing (NDT) methods in industry, the European Metrology Research Programme (EMRP) project ENG57 Validated Inspection Techniques for Composites in Energy Applications (VITCEA) deals with the development and validation of innovative NDT technologies. In this contribution, results concerning thermographic investigations at test specimens during tensile loading and active thermography testing after tensile loading are presented. Additionally, the determination of the optical properties (relative transmittance and directional spectral emissivity) of CFRP and GFRP test specimens is described. T2 - Conference QIRT 2016 CY - Gdansk, Poland DA - 04.07.2016 KW - Active thermography KW - CFRP KW - GFRP KW - Validation of methods PY - 2016 UR - http://qirt.gel.ulaval.ca/archives/qirt2016/papers/076.pdf DO - https://doi.org/10.21611/qirt.2016.076 SN - 2371-4085 SP - Paper 076, 527 EP - 536 CY - Quebec, Canada AN - OPUS4-37512 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Uckert, Danilo A1 - Matzak, Kathrin A1 - Kühn, Hans-Joachim A1 - Rehmer, Birgit A1 - Peter, Frauke A1 - Fedelich, Bernard A1 - Falkenberg, Rainer A1 - Haftaoglu, Cetin A1 - Kindrachuk, Vitaliy T1 - Erweiterung bestehender Werkstoff- und Rechenmodelle zur Lebensdauervorhersage für Abgasturbolader-Heißteile unter thermomechanischer Ermüdungsbeanspruchung N2 - In diesem Forschungsvorhaben erfolgte eine Überprüfung der Übertragbarkeit der Werkstoff- und Rechenmodelle für die Lebensdauervorhersage von ATL-Heißteilen unter TMF-Beanspruchung auf eine andere Werkstoffklasse, d. h. auf eine austenitische Gusseisenlegierung mit Kugelgraphit. Dafür wurde die Legierung EN-GJSA-XNiSiCr35-5-2 (Ni-Resist D-5S) ausgewählt. Zunächst wurde für diesen Werkstoff eine experimentelle Datenbasis geschaffen, da diese vor Beginn des Vorhabens nicht ausreichend war. Dazu wurden Zug-, Kriech-, LCF- und TMF-Versuche durchgeführt, die der Kalibrierung der Modelle dienten. Unter TMF-Belastung zeigte der untersuchte Werkstoff ein stark abweichendes Verhalten von den im vorangegangenen Vorhaben untersuchten ferritischen SiMo-Legierungen: Der Werkstoff Ni-Resist zeigte insgesamt eine vergleichbare Festigkeit unter OP- und IP-Bedingungen, während die ferritischen Legierungen unter IP-Beanspruchung eine deutlich höhere Festigkeit aufweisen. Mit zunehmenden Temperaturen und Haltezeiten unter Zugspannungen wurden dagegen beim Werkstoff Ni-Resist Hinweise auf Kriechschädigung gefunden, die schädigungsrelevant sind. Auch dies ist ein deutlicher Unterschied zu den SiMo-Legierungen. Das Spannungs-Verformungs-Verhalten in den LCF- und TMF-Versuchen wird durch das Modell auch für den neuen Werkstoff überwiegend gut beschrieben. Das Gleiche gilt für die Lebensdauervorhersage, die mit Ausnahme der Prüftemperatur 900 °C innerhalb eines Fak-tors zwei liegt. Eine Verifikation des Modells erfolgte mit Hilfe eines Bauteilversuchs an einem Abgassammler, der abwechselnd mit heißem und kaltem Gas durchströmt wurde. Ziel der Bauteilsimulation war insbesondere die Vorhersage der Rissbildungsorte. Eine Vorhersage der exakten Lebensdauer wurde nicht erwartet, da das Bauteil mit einer Gusshaut behaftet war, während die für die Kalibrierung des Lebensdauermodells verwendeten Versuche an bearbeiteten, glatten Proben ohne Gusshaut durchgeführt wurden. Die überwiegende Anzahl der experimentell ermittelten Rissorte wurden vorhergesagt. Schließlich war ein wesentliches Ziel des Vorhabens, den Einfluss von HCF-Schwingungen auf die TMF-Lebensdauer vertieft experimentell zu untersuchen und das bereits bestehende Lebensdauermodell auf HCF-Überlagerung zu erweitern. Dazu wurde zunächst die Daten-basis aus dem Vorgängervorhaben am Bespiel von SiMo 4.05 deutlich ausgebaut, um die verschiedenen Einflussparameter zu erfassen. Es wurde ein Ansatz entwickelt, in dem die Lebensdauerminderung durch die überlagerten HCF-Schwingungen abgebildet wird. Dabei wird davon ausgegangen, dass ab einer bestimmten Risstiefe die Überlagerung der HCF-Schwingungen die Rissausbreitung stark beschleunigt. Der Zeitpunkt, wann diese Beschleunigung eintritt, wird als maßgeblich für die Lebensdauerminderung angesehen. Mit diesem Ansatz lassen sich die Lebensdauern für beide Werkstoffe in guter Übereinstimmung mit dem Experiment vorhersagen. T2 - Informationstagung Turbomaschinen, Frühjahr 2016 CY - Bad Neuenahr, Germany DA - 13.04.2016 KW - Ermüdung KW - LCF KW - Modellierung KW - Schädigung KW - Simulation KW - TMF PY - 2016 VL - Heft R575 SP - 1 EP - 35 AN - OPUS4-35823 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Feigl, Michael A1 - Nofz, Marianne A1 - Sojref, Regine A1 - Dressler, Martin A1 - Pulz, Robert A1 - Rehmer, Birgit A1 - Feldmann, Ines A1 - Sabel, Martin T1 - Aluminiumoxidschichten für den Oxidationsschutz von Hochtemperaturlegierungen N2 - Effektive Al2O3-Keramik-Schutzschichten könnten die Verwendung preiswerterer Legierungen für Hochtemperaturanwendungen ermöglichen. Die Anforderungen an diese Schichten sind eine gute Haftung, chemische Stabilität und Dichtheit gegen die Umgebungsatmosphäre. T2 - DKG-Jahrestagung/Symposium Hochleistungskeramik CY - Aachen, Germany DA - 23.03.2009 KW - Schichtherstellung KW - Schichttestung KW - Hochtemperaturanwendungen PY - 2009 AN - OPUS4-35836 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rehmer, Birgit T1 - Nationale und internationale Normungsaktivitäten zur Prüfung keramischer Roh- und Werkstoffe in DIN, ISO und CEN T2 - Sitzung des DKG Fachausschusses 6 "Material und Prozessdiagnostik" CY - Berlin DA - 2015-12-09 PY - 2015 AN - OPUS4-35090 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Uckert, Danilo A1 - Matzak, Kathrin A1 - Kühn, Hans-Joachim A1 - Rehmer, Birgit A1 - Peter, Frauke A1 - Fedelich, Bernard A1 - Falkenberg, Rainer A1 - Haftaoglu, Cetin A1 - Kindrachuk, Vitaliy A1 - Skrotzki, Birgit T1 - TMF-Lebensdauerberechnung ATL-Heißteile II - Erweiterung bestehender Werkstoff- und Rechenmodelle zur Lebensdauervorhersage für Abgasturbolader-Heißteile unter thermomechanischer Ermüdungsbeanspruchung (Abschlussbericht) N2 - In diesem Forschungsvorhaben erfolgte eine Überprüfung der Übertragbarkeit der Werkstoff- und Rechenmodelle für die Lebensdauervorhersage von ATL-Heißteilen unter TMF-Beanspruchung auf eine andere Werkstoffklasse als im Vorgängervorhaben, d.h. auf das austenitische Gusseisen EN-GJSA-XNiSiCr35-5-2 (Ni-Resist D-5S). Zunächst wurde dafür eine experimentelle Datenbasis geschaffen, da diese vor Beginn des Vorhabens nicht ausreichend war. Dazu wurden Zug-, Kriech-, LCF- und TMF-Versuche durchgeführt, die der Kalibrierung der Modelle dienten. Das Spannungs-Verformungs-Verhalten und die Lebensdauer in den LCF- und TMF-Versuchen werden durch das Modell auch für den neuen Werkstoff überwiegend gut beschrieben. LCF-Versuche mit Haltezeit bei 900 °C sowie IP-TMFVersuche mit einer Obertemperatur von 900 °C werden weniger gut vorhergesagt, da sich der Schädigungsmechanismus ändert. Eine Verifikation des Modells erfolgte mit Hilfe eines Bauteilversuchs an einem Abgassammler. Die überwiegende Anzahl der experimentell ermittelten Rissorte wurden von dem Modell vorhergesagt. Ein wesentliches Ziel des Vorhabens war, den Einfluss von HCF-Schwingungen auf die TMF-Lebensdauer vertieft experimentell zu untersuchen und das bereits bestehende Lebensdauermodell auf HCF-Überlagerung zu erweitern. Es wurde ein bruchmechanisch motivierter Ansatz entwickelt, in dem die Lebensdauerminderung durch die im TMF-Zyklus überlagerten HCF-Schwingungen abgebildet wird. Mit diesem Ansatz lassen sich die Lebensdauern sowohl für den Werkstoff SiMo 4.05 als auch für den Ni-Resist in guter Übereinstimmung mit dem Experiment Vorhersagen. Das Ziel des Forschungsvorhabens ist erreicht worden. PY - 2015 IS - 1082 SP - 1 EP - 168 CY - Frankfurt/Main AN - OPUS4-35112 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fedelich, Bernard A1 - Kühn, Hans-Joachim A1 - Rehmer, Birgit A1 - Skrotzki, Birgit ED - Iacoviello, Francesco T1 - Modeling the lifetime reduction due to the superposition of TMF and HCF loadings in cast iron alloys N2 - The superposition of small amplitude, high frequency loading cycles (HCF) to slow, large amplitude loading cycles (TMF) can significantly reduce the fatigue life. In this work, the combined TMF+HCF loading has been experimentally investigated for a cast iron alloy. In particular, the influence of the HCF frequency of the HCF amplitude and of the location of the superposed HCF cycles has been assessed. It was observed that the HCF frequency has a limited impact on the TMF fatigue life. On the other side, the HCF-strain amplitude has a highly non-linear influence on the TMF fatigue life. A simple estimate for the fatigue life reduction due to the superposed HCF cycles has been derived from fracture mechanics considerations. It is assumed that the number of propagation cycles up to failure can be neglected after a threshold for the HCF loading has been reached. The model contains only two adjustable parameters and can be combined with any TMF life prediction model. The model predictions are compared with the test results for a large range of TMF+HCF loading conditions. T2 - 21st European Conference on Fracture, ECF21 CY - Catania, Italy DA - 20.06.2016 KW - Thermomechanical Fatigue (TMF); High Cycle Fatigue (HCF); Cast iron; Fatigue assessment PY - 2016 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-369550 DO - https://doi.org/doi:10.1016/j.prostr.2016.06.274 VL - 2 SP - 2190 EP - 2197 PB - Elsevier CY - Radarweg 29, 1043 NX Amsterdam, The Netherlands, AN - OPUS4-36955 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Ávila Calderón, Luis Alexander A1 - Rehmer, Birgit A1 - Schriever, Sina A1 - Ulbricht, Alexander A1 - Agudo Jácome, Leonardo A1 - Sommer, Konstantin A1 - Mohr, Gunther A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Evans, Alexander T1 - Creep and creep damage behavior of stainless steel 316L manufactured by laser powder bed fusion N2 - This study presents a thorough characterization of the creep properties of austenitic stainless steel 316L produced by laser powder bed fusion (LPBF 316L) contributing to the sparse available data to date. Experimental results (mechanical tests, microscopy, X-ray computed tomography) concerning the creep deformation and damage mechanisms are presented and discussed. The tested LPBF material exhibits a low defect population, which allows for the isolation and improved understanding of the effect of other typical aspects of an LPBF microstructure on the creep behavior. As a benchmark to assess the material properties of the LPBF 316L, a conventionally manufactured variant of 316L was also tested. To characterize the creep properties, hot tensile tests and constant force creep tests at 600 °C and 650 °C are performed. The creep stress exponents of the LPBF material are smaller than that of the conventional variant. The primary and secondary creep stages and the times to rupture of the LPBF material are shorter than the hot rolled 316L. Overall the creep damage is more extensive in the LPBF material. The creep damage of the LPBF material is overall mainly intergranular. It is presumably caused and accelerated by both the appearance of precipitates at the grain boundaries and the unfavorable orientation of the grain boundaries. Neither the melt pool boundaries nor entrapped gas pores show a significant influence on the creep damage mechanism. KW - 316L KW - Laser Powder Bed Fusion (LPBF) KW - Creep behavior KW - Additive Manufacturing KW - AGIL PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-539373 DO - https://doi.org/10.1016/j.msea.2021.142223 SN - 0921-5093 VL - 830 SP - 142223 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-53937 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Ávila Calderón, Luis Alexander A1 - Graf, B. A1 - Rehmer, Birgit A1 - Petrat, T. A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Rethmeier, Michael T1 - Characterization of Ti-6Al-4V fabricated by multilayer laser powder-based directed energy deposition N2 - Laser powder-based directed energy deposition (DED-L) is increasingly being used in additive manufacturing (AM). As AM technology, DED-L must consider specific challenges. It must achieve uniform volume growth over hundreds of layers and avoid heat buildup of the deposited material. Herein, Ti–6Al–4V is fabricated using an approach that addresses these challenges and is relevant in terms of transferability to DED–L applications in AM. The assessment of the obtained properties and the discussion of their relationship to the process conditions and resulting microstructure are presented. The quality of the manufacturing process is proven in terms of the reproducibility of properties between individual blanks and with respect to the building height. The characterization demonstrates that excellent mechanical properties are achieved at room temperature and at 400 °C. KW - AGIL KW - Laser powder-based directed energy deposition KW - Tensile properties KW - Ti-6Al-4V KW - Microstructure PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-542262 DO - https://doi.org/10.1002/adem.202101333 SN - 1438-1656 SN - 1527-2648 SP - 1 EP - 15 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim AN - OPUS4-54226 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Epishin, A. A1 - Fedelich, Bernard A1 - Finn, Monika A1 - Künecke, Georgia A1 - Rehmer, Birgit A1 - Nolze, Gert A1 - Leistner, C. A1 - Petrushin, N. A1 - Svetlov, I. T1 - Investigation of Elastic Properties of the Single-Crystal Nickel-Base Superalloy CMSX-4 in the Temperature Interval between Room Temperature and 1300 °C N2 - The elastic properties of the single-crystal nickel-base superalloy CMSX-4 used as a blade material in gas turbines were investigated by the sonic resonance method in the temperature interval between room temperature and 1300 °C. Elastic constants at such high temperatures are needed to model the mechanical behavior of blade material during manufacturing (hot isostatic pressing) as well as during technical accidents which may happen in service (overheating). High reliability of the results was achieved using specimens of different crystallographic orientations, exciting various vibration modes as well as precise measurement of the material density and thermal Expansion required for modeling the resonance frequencies by finite element method. Combining the results measured in this work and literature data the elastic constants of the gamma and gamma' phases were predicted. This prediction was supported by measurement of the temperature dependence of the gamma'fraction. All data obtained in this work are given in numerical or analytical forms and can be easily used for different scientific and engineering calculations. KW - Nickel-base superalloys KW - Single-crystals KW - Characterization KW - Elastic constants PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-520972 DO - https://doi.org/10.3390/cryst11020152 VL - 11 IS - 2 SP - 152 PB - MDPI AN - OPUS4-52097 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Mishurova, Tatiana A1 - Artzt, K. A1 - Rehmer, Birgit A1 - Haubrich, J. A1 - Avila, Luis A1 - Schoenstein, F. A1 - Serrano Munoz, Itziar A1 - Requena, G. A1 - Bruno, Giovanni T1 - Separation of the impact of residual stress and microstructure on the fatigue performance of LPBF Ti-6Al-4V at elevated temperature N2 - Manufacturing defects, high residual stress (RS), and microstructures affect the structural integrity of laser powder bed fusion (LPBF) Ti-6Al-4V. In this study, the individual effect of these factors on fatigue performance at elevated temperature (300 °C) was evaluated. Material in as-built condition and subjected to post-processing, including two heat treatments and hot isostatic pressing, was investigated. It was found that in the absence of tensile RS, the fatigue life at elevated temperature is primary controlled by the defects; and densification has a much stronger effect than the considered heat treatments on the improvement of the mechanical performance. KW - Additive manufacturing KW - Ti-6Al-4V KW - Residual stress KW - Fatigue performance KW - Computed tomography PY - 2021 DO - https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2021.106239 SN - 0142-1123 VL - 148 SP - 106239 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-52369 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Rehmer, Birgit A1 - Bayram, Faruk A1 - Ávila Calderon, Luis Alexander A1 - Mohr, Gunther A1 - Skrotzki, Birgit T1 - BAM reference data: Temperature-dependent Young's and shear modulus data for additively and conventionally manufactured variants of Ni-based alloy Inconel IN718 N2 - The elastic properties (Young's modulus, shear modulus) of Ni-based alloy Inconel IN718 were investigated between room temperature and 800 °C in an additively manufactured variant (laser powder bed fusion, PBF‑LB/M) and from a conventional process route (hot rolled bar). The moduli were determined using the dynamic resonance method. The data set includes information on processing parameters, heat treatments, grain size, specimen dimensions and weight, Young’s and shear modulus as well as their measurement uncertainty. The dataset was generated in an accredited testing lab using calibrated measuring equipment. The calibrations meet the requirements of the test procedure and are metrologically traceable. The dataset was audited as BAM reference data. KW - Elastic modulus KW - Young's modulus KW - Shear modulus KW - Additive manufacturing KW - IN718 PY - 2023 DO - https://doi.org/10.5281/zenodo.7813824 PB - Zenodo CY - Geneva AN - OPUS4-57287 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Rehmer, Birgit A1 - Bayram, Faruk A1 - Ávila Calderon, Luis Alexander A1 - Mohr, Gunther A1 - Skrotzki, Birgit T1 - BAM reference data: Temperature-dependent Young's and shear modulus data for additively and conventionally manufactured variants of austenitic stainless steel AISI 316L N2 - The elastic properties (Young's modulus, shear modulus) of austenitic stainless steel AISI 316L were investigated between room temperature and 900 °C in an additively manufactured variant (laser powder bed fusion, PBF‑LB/M) and from a conventional process route (hot rolled sheet). The moduli were determined using the dynamic resonance method. The data set includes information on processing parameters, heat treatments, grain size, specimen dimensions and weight, Young’s and shear modulus as well as their measurement uncertainty. The dataset was generated in an accredited testing lab using calibrated measuring equipment. The calibrations meet the requirements of the test procedure and are metrologically traceable. The dataset was audited as BAM reference data. KW - Elastic modulus KW - Young's modulus KW - Shear modulus KW - Additive manufacturing KW - AISI 316L PY - 2023 DO - https://doi.org/10.5281/zenodo.7813835 PB - Zenodo CY - Geneva AN - OPUS4-57288 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Rehmer, Birgit A1 - Bayram, Faruk A1 - Ávila Calderon, Luis Alexander A1 - Mohr, Gunther A1 - Skrotzki, Birgit T1 - BAM reference data: Temperature-dependent Young's and shear modulus data for additively and conventionally manufactured variants of Ti-6Al-4V N2 - The elastic properties (Young's modulus, shear modulus) of titanium alloy Ti-6Al-4V were investigated between room temperature and 400 °C in an additively manufactured variant (laser-based directed energy deposition with powder as feedstock, DED-LB/M) and from a conventional process route (hot rolled bar). The moduli were determined using the dynamic resonance method. The data set includes information on processing parameters, heat treatments, microstructure, grain size, specimen dimensions and weight, Young’s and shear modulus as well as their measurement uncertainty. The dataset was generated in an accredited testing lab using calibrated measuring equipment. The calibrations meet the requirements of the test procedure and are metrologically traceable. The dataset was audited as BAM reference data. KW - Elastic modulus KW - Young's modulus KW - Shear modulus KW - Additive manufacturing KW - Ti-6Al-4V PY - 2023 DO - https://doi.org/10.5281/zenodo.7813732 PB - Zenodo CY - Geneva AN - OPUS4-57286 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Beygi Nasrabadi, Hossein A1 - Bauer, Felix A1 - Tikana, Ladji A1 - Uhlemann, Patrick A1 - Thärig, Steffen A1 - Rehmer, Birgit A1 - Skrotzki, Birgit T1 - KupferDigital mechanical testing datasets N2 - The KupferDigital project aims to develop digital methods, tools, and data space infrastructures for digitalizing the entire life cycle of copper materials. The mechanical testing process is one of the main chains of such life cycles which generates lots of important testing data about the mechanical properties of the materials and their related materials and testing metadata. To train the digitalization of the mechanical testing process, different kinds of copper alloys were provided for this project, and their mechanical properties were measured by typical methods like Brinell and Vickers hardness and tensile testing. The primary raw testing data as well as the secondary datasets of these tests are provided. The detailed materials specifications, the utilized mechanical testing methods, and provided datasets are described in the content file. The test data files of heterogeneous structures are processed by the KupferDigital digital tools to be converted to standardized machine-readable data files. KW - Copper alloys KW - Dataset KW - Tensile testing KW - Mechanical testing KW - Hardness test PY - 2023 DO - https://doi.org/10.5281/zenodo.7670582 PB - Zenodo CY - Geneva AN - OPUS4-57038 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Gesell, Stephan A1 - Fedelich, Bernard A1 - Rehmer, Birgit A1 - Uhlemann, Patrick A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Ganesh, R. A1 - Dude, D. P. A1 - Kuna, M. A1 - Kiefer, B. T1 - TMF-Rissverlaufsberechnung für ATL-Heißteile N2 - Die Steigerung der Leistung und des thermodynamischen Wirkungsgrades von Verbrennungsmotoren führt zu erhöhten Anforderungen an die Festigkeit abgasführender Komponenten wie z. Bsp. Abgasturbolader. Als Folge erhöhter thermomechanischer Wechselbeanspruchungen (TMF) im Betrieb kommt es an den mechanisch und/oder thermisch höchst beanspruchten Stellen der Bauteile zur Bildung von Rissen, wodurch die Lebensdauer der Komponenten begrenzt wird. Derzeit werden bei Turboladern heißgehende Bauteile mit detektierten Rissen zumeist prophylaktisch ersetzt, da die weitere Ausbreitung der Risse während des Betriebs nicht vorhergesagt werden kann. Um diese aufwändige und un- ökonomische Praxis zu vermeiden, wurde im vorliegenden Forschungsvorhaben eine rechnerische Bewertungsmethode auf Basis der experimentellen und numerischen Bruchmechanik erarbeitet, mit deren Hilfe bereits in der Auslegungsphase oder während des Betriebs die (restliche) Lebensdauer der abgasführenden Komponenten vorhergesagt werden kann. Damit wird erstmalig die quantitative Vorhersage der Rissentwicklung bei TMF-Beanspruchungsbedingungen unter Berücksichtigung großer zyklischer viskoplastischer Verformungen ermöglicht. Zentrales Ergebnis des Vorhabens ist eine automatisierte Berechnungsprozedur auf der Basis spezieller Finite-Elemente-Techniken (FEM), womit sowohl der Pfad als auch die Größe eines Risses als Funktion der Anzahl der Lastwechsel in Bauteilen unter TMF-Bedingungen berechnet werden kann. Als geeigneter Beanspruchungsparameter zur Bewertung des Rissfortschritts unter TMF wurde die zyklische Rissöffnungsverschiebung ΔCTOD verwendet. Das Werkstoffverhalten des betrachteten austenitischen Gusseisens Ni-Resist D-5S wurde mit einem validierten viskoplastischen, temperaturabhängigen Materialmodell modelliert, das zur Berücksichtigung große Verzerrungen und Rotationen am Riss erweitert wurde. Für die genaue Berechnung des ΔCTOD bei TMF wurden effiziente FEM-Techniken erarbeitet. Zur Simulation der Rissausbreitung wurde ein automatischer FEM-Algorithmus mit inkrementeller adaptiver Neuvernetzung entwickelt, bei dem die Verformungen und inelastischen Zustandsvariablen jeweils vom alten auf das neue Netz übertragen werden. Dieser Algorithmus wurde im Software-Paket ProCrackPlast implementiert, das in Verbindung mit dem kommerziellen FEM-Code Abaqus zur Lösung dreidimensionaler Rissprobleme zur Verfügung steht. Ziel der umfangreichen experimentellen Arbeiten war es, an isothermen LCF und anisothermen TMF-Versuchen mit gekerbten Flachzugproben (SENT) das Risswachstum im Temperaturbereich von 20 °C bis 700 °C zu ermitteln. Mit Hilfe begleitender 2D FEM Simulationen wurden anhand dieser Datenbasis die Rissfortschrittskurven des Werkstoffs unter Anwendung des ΔCTOD-Konzepts bestimmt und in geeigneter, parametrisierter Form den Nutzern zur Verfügung gestellt. Die Versuche an SENT-Proben wurden mit der entwickelten Software ProCrackPlast als 3D Modell simuliert. Der Vergleich der 2D und 3D Simulationen ergab einen systematischen Unterschied im CTOD und CTOD, der mit Hilfe eines Übertragungsfaktors korrigiert wurde. Der Vergleich der 3D Berechnungen mit den Experimenten zeigte eine zufriedenstellende Übereinstimmung der er- reichten Risslänge mit der Zahl der Lastzyklen im gesamten Temperaturbereich, wobei die numerische Prognose meist auf der konservativen / sicheren Seite lag. Die Übertragbarkeit der Ergebnisse der 2D Parameteridentifikation auf 3D Risskonfigurationen mit Mixed-Mode Beanspruchung ist mit zusätzlichen Versagenshypothesen verbunden, die aufgrund fehlender Versuchsdaten im Vorhaben nicht endgültig geklärt werden konnten. Zur Validierung des Gesamtkonzeptes wurden LCF-Proben mit einem bauteil- typischen Oberflächenriss experimentell und numerisch untersucht. In der Simulation konnte die komplexe Form und Größe der Rissentwicklung zufriedenstellend (richtig) vorhergesagt werden. Die Leis- tungsfähigkeit der erarbeiteten rechnerische Bewertungsmethode wurde an weiteren TMF-Beispielen vorgestellt und diskutiert. Die Software ProCrackPlast und die viskoplastische Materialroutine wurden dem Anwenderkreis des Vorhabens zusammen mit einem Nutzer-Handbuch und Verifikationsbeispielen zur Verfügung gestellt. Das Ziel des Forschungsvorhabens ist erreicht worden. KW - Abgasturbolader Heißteile KW - Numerische Simulation KW - Rissverlauf PY - 2023 VL - 1320 SP - 1 EP - 137 PB - Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen (FVV) CY - Frankfurt am Main AN - OPUS4-56960 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bhadeliya, Ashok A1 - Rehmer, Birgit A1 - Fedelich, Bernard A1 - Olbricht, Jürgen A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Jokisch, T. ED - Zimmermann, M. T1 - Rissfortschrittsuntersuchungen an gefügten Nickelbasiswerkstoffen bei hoher Temperatur N2 - In nickelbasierten Superlegierungen, die für Gasturbinenschaufeln verwendet werden, sind bei hohen Betriebstemperaturen und -belastungen Kriechschäden, Ermüdung, Korrosion und Oxi-dation zu beobachten. Die betroffenen Turbinenschaufeln müssen ersetzt oder repariert werden, um Effizienzverluste und ein eventuelles Bauteilversagen zu vermeiden. In letzter Zeit wurden additive Fertigungs- und Lötverfahren für die Reparatur und das Fügen von Nickelbasiswerk-stoffen entwickelt, um die Einschränkungen der traditionellen Reparaturverfahren zu überwinden. Für eine auslegungsrelevante Bewertung des Risswachstumsverhaltens in den Fügezonen, die durch diese neuen Technologien erzeugt werden, sind Rissfortschrittsuntersuchungen erfor-derlich. Entsprechende Untersuchungen an gefügten Proben werden in diesem Beitrag vorge-stellt. Die Rissfortschrittsversuche werden an gefügten SEN-Proben (Single Edge Notch) bei einem Spannungsverhältnis von 0,1 und einer Temperatur von 950 °C durchgeführt. Das Riss-wachstum wird mit der DCPD-Methode (Direct Current Potential Drop) überwacht, und die ge-messenen Potenzialsignale werden anhand der optisch vermessenen Risslänge und einer Finite-Elemente-Analyse kalibriert. Der Spannungsintensitätsfaktor (SIF) für die gefügte SEN-Geometrie wird mit Hilfe von Finite-Elemente-Analysen berechnet. Auf diese Weise können Rissfortschrittskurven aus den experimentellen Daten abgeleitet werden. T2 - Tagung „Werkstoffprüfung 2022“ CY - Dresden, Germany DA - 27.10.2022 KW - Lötverbindung KW - Rissfortschritt KW - SEN-Probe KW - Gefügte Nickelbasislegierungen PY - 2022 SN - 978-3-88355-430-3 VL - 2022 SP - 67 EP - 72 AN - OPUS4-57090 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bhadeliya, Ashok A1 - Rehmer, Birgit A1 - Fedelich, Bernard A1 - Jokisch, Torsten A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Olbricht, Jürgen T1 - High Temperature Fatigue Crack Growth in Nickel-Based Alloys Refurbished by Additive Manufacturing N2 - Hybrid additive manufacturing plays a crucial role in the restoration of gas turbine blades, where, e.g., the damaged blade tip is reconstructed by the additive manufacturing process on the existing blade made of a parent nickel-based alloy. However, inherent process-related defects in additively manufactured material, along with the interface created between the additively manufactured and the cast base material, impact the fatigue crack growth behavior in bi-material components. This study investigates the fatigue crack growth behavior in bi-material specimens of nickel-based alloys, specifically, additively manufactured STAL15 and cast alloy 247DS. The tests were conducted at 950 °C with stress ratios of 0.1 and −1. Metallographic and fractographic investigations were carried out to understand crack growth mechanisms. The results revealed significant retardation in crack growth at the interface. This study highlights the potential contributions of residual stresses and microstructural differences to the observed crack growth retardation phenomenon, along with the conclusion from an earlier study on the effect of yield strength mismatch on crack growth behavior at a perpendicular interface in bi-material specimens. T2 - Superalloys 2024 Conference CY - Champion, Pennsylvania, USA DA - 08.09.2024 KW - Fatigue crack growth KW - Bi-material structure KW - Additive manufacturing KW - Nickel-based alloys PY - 2024 SN - 978-3-031-63937-1 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-031-63937-1_92 SN - 2367-1181 SN - 2367-1696 VL - 15th SP - 994 EP - 1001 PB - Springer CY - Cham AN - OPUS4-60907 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Völzke, Holger A1 - Jeschenz, I. A1 - Wieser, Karol E. A1 - Frenz, Holger A1 - Ziebs, Josef A1 - Rehmer, Birgit T1 - Sphäroguß als Werkstoff für Behälter zur Beförderung, Zwischen- und Endlagerung radioaktiver Stoffe - Untersuchung zu alternativen Eignungsnachweisen: Zusammenfassender Abschlußbericht N2 - Entsprechend der Zielsetzung des Vorhabens stand die weitere Etablierung des Werkstoffes Sphäroguß (GGG-40) im Bereich der Transport- und Lagerbehälter für radioaktive Stoffe im internationalen Rahmen im Vordergrund der durchgeführten Untersuchungen und Aktivitäten. Dabei gelang es, eine weitgehende fachliche Übereinstimmung hinsichtlich der Bewertungsmethoden und -kriterien zu erzielen und auf IAEA-Ebene zu etablieren. Zuvor vorhandene Vorbehalte insbesondere auf U.S.-amerikanischer Seite konnten wesentlich vermindert werden. Im Rahmen der durchgeführten Untersuchungen konnte die außerordentliche Belastbarkeit eines Prototypbehälters aus Sphäroguß (CASTOR VHLW) unter extremen Beanspruchungssituationen nachgewiesen werden. So war selbst bei Spannungen im Bereich der Material-Streckgrenze und vorhandenem rißartigen Fehler an dieser Stelle keine Sprödbruchneigung des Werkstoffes erkennbar. Den entsprechenden 14 m-Fall auf zwei harte Widerlager mit daraus folgender hoher Biegebeanspruchung überstand der Behälter unbeschadet. Mittels begleitender Werkstoffuntersuchungen wurden die Kenntnisse über die Zusammenhänge zwischen der chemischen Zusammensetzung der Gefügeausbildung und den mechanischen Eigenschaften von Sphäroguß erweitert. Dabei wurden sowohl unterschiedliche Gießverfahren (Sand- und Kokillenguß) in der Herstellung als auch die Auswirkungen von Umwandlungsprozessen im Gefüge infolge von Wärmebehandlungen diskutiert. Die statistische Auswertung von Einzelergebnissen im Rahmen der Qualitätssicherung bei der Begutachtung von Transport- und Lagerbehältern für radioaktive Stoffe wurde durch mechanische und bruchmechanische Untersuchungen an 24 Werkstoffsorten aus Gußeisen mit Kugelgraphit ergänzt. Insgesamt konnten somit die Entwicklung und der Einsatz von Sphäroguß für Transport- und Lagerbehälter radioaktiver Stoffe durch umfangreiche experimentelle und analytische Untersuchungen sowie zahlreiche Fachdiskussionen auf internationaler Ebene positiv beeinflußt und wesentlich vorangetrieben werden. KW - Eignungsnachweis KW - Endlagerung KW - Lagerbehälter KW - Radioaktiver Stoff KW - Sphäroguß (GGG-40) KW - Transportbehälter KW - Zwischenlagerung PY - 1992 N1 - Das Projekt wurde gefördert vom Bundesminister für Forschung und Technologie (BMFT); Förderkennzeichen: KWA 79052. SP - 1 EP - 37 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-59935 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Sonntag, Nadja A1 - Piesker, Benjamin A1 - Ávila Calderón, Luis Alexander A1 - Mohr, Gunther A1 - Rehmer, Birgit A1 - Agudo Jácome, Leonardo A1 - Hilgenberg, Kai A1 - Evans, Alexander A1 - Skrotzki, Birgit T1 - Tensile and Low‐Cycle Fatigue Behavior of Laser Powder Bed Fused Inconel 718 at Room and High Temperature N2 - This study investigates the room‐ and high‐temperature (650 °C) tensile and low‐cycle‐fatigue behavior of Inconel 718 produced by laser powder bed fusion (PBF‐LB/M) with a four‐step heat treatment and compares the results to the conventional wrought material. The microstructure after heat treatment is characterized on different length scales. Compared to the wrought variant, the elastic and yield properties are comparable at both test temperatures while tensile strength, ductility, and strain hardening capacity are lower. The fatigue life of the PBF‐LB/M variant at room temperature is slightly lower than that of the wrought material, while at 650 °C, it is vice versa. The cyclic stress response for both material variants is characterized by cyclic softening, which is more pronounced at the higher test temperature. High strain amplitudes (≥0.7%) at room temperature and especially a high testing temperature result in the formation of multiple secondary cracks at the transitions of regions comprising predominantly elongated grain morphology and columns of stacked grains with ripple patterns in the PBF‐LB/M material. This observation and pronounced crack branching and deflection indicate that the cracks are controlled by sharp micromechanical gradients and local crystallite clusters. KW - Additive manufacturing KW - Fatigue damage KW - Heat treatment KW - Inconel 718 KW - Laser powder bed fusion KW - Low-cycle fatigue KW - Tensile strength PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-599316 DO - https://doi.org/10.1002/adem.202302122 SN - 1527-2648 SP - 1 EP - 17 PB - Wiley AN - OPUS4-59931 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Frenz, Holger A1 - Gruhn, B. A1 - Dietrich, C. A1 - Lehmann, J. A1 - Krämer, E. A1 - Glaubitz, Steffen A1 - Wimmer, J. A1 - Rehmer, Birgit A1 - Kühn, Hans-Dieter A1 - Breitkreutz, Konrad A1 - Portella, Pedro Dolabella A1 - Hoffmann, E. A1 - Ziebs, Josef T1 - Sphäroguß als Werkstoff für Behälter zur Beförderung, Zwischen- und Endlagerung radioaktiver Stoffe; Untersuchung zu alternativen Eignungsnachweisen - Fachband 3: Werkstoffuntersuchungen, 1989 - 1992 N2 - Gußeisen mit Kugelgraphit und ferritischer bzw. ferritisch-perlitischer Matrix gehören zu einer Werkstoffgruppe, die ausreichende Festigkeiten mit hohen Duktilitäten verbindet. Mit der vorliegenden Arbeit wurden die Kenntnisse über die Zusammenhänge zwischen der chemischen Zusammensetzung, der Gefügeausbildung und den mechanischen Eigenschaften erweitert. Dabei wurden sowohl unterschiedliche Gießverfahren (Sand- und Kokillenguß) in der Herstellung, als auch die Auswirkungen von Umwandlungsprozessen im Gefüge infolge von Wärmebehandlungen diskutiert. Die statistische Auswertung von Einzelergebnissen aus der qualitätssichernden Begutachtung von Lager- und Transportbehältern für radioaktive Stoffe wurden durch mechanische und bruchmechanische Untersuchungen an 24 Werkstoffsorten aus Gußeisen mit Kugelgraphit ergänzt. KW - Eignungsnachweis KW - Endlagerung KW - Lagerbehälter KW - Radioaktiver Stoff KW - Sphäroguß (GGG-40) KW - Transportbehälter KW - Zwischenlagerung PY - 1992 N1 - Das Projekt wurde gefördert vom Bundesminister für Forschung und Technologie (BMFT); Förderkennzeichen: KWA 79052. SP - 1 EP - 178 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-59950 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Beygi Nasrabadi, Hossein A1 - Bauer, Felix A1 - Uhlemann, Patrick A1 - Thärig, Steffen A1 - Rehmer, Birgit A1 - Skrotzki, Birgit T1 - Mechanical testing dataset of cast copper alloys for the purpose of digitalization N2 - This data article presents a set of primary, analyzed, and digitalized mechanical testing datasets for nine copper alloys. The mechanical testing methods including the Brinell and Vickers hardness, tensile, stress relaxation, and low-cycle fatigue (LCF) testing were performed according to the DIN/ISO standards. The obtained primary testing data (84 files) mainly contain the raw measured data along with the testing metadata of the processes, materials, and testing machines. Five secondary datasets were also provided for each testing method by collecting the main meta- and measurement data from the primary data and the outputs of data analyses. These datasets give materials scientists beneficial data for comparative material selection analyses by clarifying the wide range of mechanical properties of copper alloys, including Brinell and Vickers hardness, yield and tensile strengths, elongation, reduction of area, relaxed and residual stresses, and LCF fatigue life. Furthermore, both the primary and secondary datasets were digitalized by the approach introduced in the research article entitled “Toward a digital materials mechanical testing lab” [1]. The resulting open-linked data are the machine-processable semantic descriptions of data and their generation processes and can be easily queried by semantic searches to enable advanced data-driven materials research. KW - FAIR principles KW - Hardness KW - Low-Cycle Fatigue (LCF) KW - Tensile testing KW - Stress relaxation PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-605005 DO - https://doi.org/10.1016/j.dib.2024.110687 SN - 2352-3409 SP - 1 EP - 15 PB - Elsevier BV AN - OPUS4-60500 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Bhadeliya, Ashok A1 - Rehmer, Birgit A1 - Fedelich, Bernard A1 - Jokisch, T. A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Olbricht, Jürgen T1 - Fatigue and fracture in dual-material specimens of nickel-based alloys fabricated by hybrid additive manufacturing N2 - The integration of additive manufacturing with traditional processes, termed hybrid additive manufacturing, has expanded its application domain, particularly in the repair of gas turbine blade tips. However, process-related defects in additively manufactured materials, interface formation, and material property mismatches in dual-material structures can significantly impact the fatigue performance of components. This investigation examines the low cycle fatigue and fatigue crack growth behaviors in dual-material specimens of nickel-based alloys, specifically the additively manufactured STAL15 and the cast alloy 247DS, at elevated temperatures. Low cycle fatigue experiments were conducted at temperatures of 950 °C and 1000 °C under a range of strain levels (0.3%–0.8%) and fatigue crack growth tests were conducted at 950 °C with stress ratios of 0.1 and −1. Fractographic and microscopic analyses were performed to comprehend fatigue crack initiation and crack growth mechanisms in the dual-material structure. The results consistently indicated crack initiation and fatigue fracture in the additively manufactured STAL15 material. Notably, fatigue crack growth retardation was observed near the interface when the crack extended from the additively manufactured STAL15 material to the perpendicularly positioned interface. This study highlights the importance of considering yield strength mismatch, as well as the potential effects of residual stresses and grain structure differences, in the interpretation of fatigue crack growth behavior at the interface. KW - Hybrid additive manufacturing KW - Dual-material nickel-based alloys KW - High-temperature fatigue crack growth KW - Low cycle fatigue PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-609340 DO - https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2024.08.211 SN - 2238-7854 VL - 32 SP - 3737 EP - 3749 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-60934 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Beygi Nasrabadi, Hossein A1 - Bauer, Felix A1 - Uhlemann, Patrick A1 - Rehmer, Birgit A1 - Skrotzki, Birgit T1 - KupferDigital mechanical testing datasets: Stress relaxation and low-cycle fatigue (LCF) tests N2 - The KupferDigital project deals with the development of a data ecosystem for digital materials research on the basis of ontology-based digital representations of copper and copper alloys. This document provides exemplary mechanical testing datasets for training the developed KupferDigital infrastructures. Different types of cast copper alloys were provided for this research and their mechanical testing (stress relaxation and low-cycle fatigue) was performed in the accredited materials testing laboratory, while the test results were reported according to the DIN/ISO standards and attached with the maximum possible metadata about the sample history, equipment, and calibration. The attached content file consisted of the obtained primary raw testing data as well as the secondary datasets of these tests containing the detailed metadata of mechanical testing methods. Such test data files are processed by the KupferDigital digital tools to be converted to standardized machine-readable data files. KW - Copper alloys KW - Dataset KW - Stress relaxation KW - Mechanical testing KW - Low-cycle fatigue. PY - 2024 DO - https://doi.org/10.5281/zenodo.10820437 PB - Zenodo CY - Geneva AN - OPUS4-59665 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Rehmer, Birgit A1 - Bayram, Faruk A1 - Ávila Calderon, Luis Alexander A1 - Mohr, Gunther A1 - Skrotzki, Birgit T1 - Elastic modulus data for additively and conventionally manufactured variants of Ti-6Al-4V, IN718 and AISI 316 L N2 - This article reports temperature-dependent elastic properties (Young’s modulus, shear modulus) of three alloys measured by the dynamic resonance method. The alloys Ti-6Al-4V, Inconel IN718, and AISI 316 L were each investigated in a variant produced by an additive manufacturing processing route and by a conventional manufacturing processing route. The datasets include information on processing routes and parameters, heat treatments, grain size, specimen dimensions, and weight, as well as Young’s and shear modulus along with their measurement uncertainty. The process routes and methods are described in detail. The datasets were generated in an accredited testing lab, audited as BAM reference data, and are hosted in the open data repository Zenodo. Possible data usages include the verification of the correctness of the test setup via Young’s modulus comparison in low-cycle fatigue (LCF) or thermo-mechanical fatigue (TMF) testing campaigns, the design auf VHCF specimens and the use as input data for simulation purposes. KW - Elastic modulus KW - Young's modulus KW - Shear modulus KW - Additive manufacturing KW - AISI 316L KW - IN 718 KW - Ti-6Al-4V KW - Reference data KW - Temperature dependence PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-579716 DO - https://doi.org/10.1038/s41597-023-02387-6 VL - 10 IS - 1 SP - 1 EP - 9 PB - Springer Nature AN - OPUS4-57971 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -