TY - JOUR A1 - König, S. A1 - Diersch, R. A1 - Lührmann, A. A1 - Müller, Karsten A1 - Neumann, Martin A1 - Quercetti, Thomas A1 - Droste, Bernhard T1 - Full-scale Drop Testing of the CONSTOR V/TC Package - Program and Preliminary Results KW - Fallversuche KW - Transportbehälter für radioaktive Stoffe PY - 2005 SN - 0893-6188 VL - 33 IS - 3 SP - 4 EP - 10 PB - Institute of Nuclear Materials Management CY - Northbrook, Ill. AN - OPUS4-6875 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Altenkirch, J. A1 - Gibmeier, J. A1 - Kostov, V. A1 - Kromm, Arne A1 - Kannengießer, Thomas A1 - Doyle, S. A1 - Wanner, A. T1 - Time- and temperature-resolved synchrotron X-ray diffraction: observation of phase transformation and strain evolution in novel low temperature transformation weld filler materials N2 - Solid-state phase transformations and the evolution of thermal and elastic strains in novel low temperature transformation (LTT) weld filler materials in the near surface region are monitored in real time by means of an innovative experimental set-up at the PDIFF (powder diffraction) beamline at the synchrotron light source ANKA (Angströmquelle Karlsruhe) at the KIT (Karlsruhe Institute for Technology). The key components of the diffraction set-up are two fast microstrip line detectors, which enables the strain evolution to be followed as a function of time and temperature for a 0.5?s counting time. During controlled heating and cooling cycles, as well as during near welding cycles, the martensite–austenite–martensite phase transitions are analysed. The transformation kinetics are monitored during resistance heating of small chips of the pure LTT alloys and during gas tungsten arc welding of simplified LTT welds using a specially designed welding rig for in-situ studies on the diffraction instruments. Under the mechanically unconstrained condition allowing free thermal expansion and shrinkage, the LTT alloys are found to exhibit decreasing transformation temperatures Ac and MS and increasing phase fraction of retained austenite for increasing Ni content. The strain evolution during welding reveals increased compressive stresses upon welding, which is attributed to the martensite formation upon cooling, which counteracts the thermal contraction strains. Comparison of the transformation temperatures reveals higher values than in the pure LTT alloys, but no variation between the different alloys. On the one hand, this is attributed to preferred grain orientation affecting the diffraction measurements and the determination of the transformation temperatures. On the other hand, it is possible that with the different chemical compositions of the LTT alloys and the mechanical constraints during welding, the evolution of the residual strain and stress may vary and result in counteracting affects with respect to lowered martensite start temperatures. KW - In-situ synchrotron X-ray diffraction KW - Low temperature transformation KW - Welding PY - 2011 DO - https://doi.org/10.1177/0309324711413190 SN - 0309-3247 SN - 2041-3130 VL - 46 IS - 7 SP - 563 EP - 579 PB - Sage CY - London AN - OPUS4-24683 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wandtke, Karsten A1 - Schröpfer, Dirk A1 - Scharf-Wildenhain, R. A1 - Hälsig, A. A1 - Kromm, Arne A1 - Kannengießer, Thomas T1 - WAAM process influences on local microstructure and residual stresses in high-strength steels N2 - High-strength fine-grain structural steels have great potential for weight optimization of many modern engineering structures. Efficient manufacturing can be achieved here above all by Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM). First commercial high-strength welding consumables for WAAM are already available. Due to a lack of knowledge and guidelines for the industry regarding welding residual stresses and component safety in manufacturing and operation, their application is still severely limited. Residual stresses play a crucial role here, as the special microstructure of high-strength steels is sensitive to cold cracking. For this reason, process- and material-related influences, as well as the design effects on residual stress formation, are being investigated in a project funded by the AiF (FOSTA P1380/IGF 21162 BG). This study focuses on determining the interactions between heat control during WAAM process, resulting hardness, microstructure, and residual stresses, analyzed by X-ray diffraction. Welding experiments using geometrically similar AM specimens show that, with regard to the heat input, the energy per unit length in particular leads to significantly affected cooling times and microstructures and causes pronounced localized effects in terms of residual stresses in the upper weld beads. T2 - 46th MPA-Seminar CY - Stuttgart, Germany DA - 12.10.2021 KW - Wire Arc Additive Manufacturing KW - High-strength structural steels KW - Vickers hardness KW - Residual stresses PY - 2021 VL - 46 SP - 296 EP - 306 PB - MPA-Stuttgart AN - OPUS4-53571 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Scharf-Wildenhain, R. A1 - Hälsig, A. A1 - Wandtke, Karsten A1 - Schröpfer, Dirk A1 - Kromm, Arne A1 - Kannengießer, Thomas T1 - Einfluss der Wärmeführung auf die Eigenschaften und fertigungsbedingten Beanspruchungen additiv geschweißter hochfester Feinkornbaustähle N2 - Hochfeste Feinkornbaustähle verfügen über ein großes Potenzial für gewichtsoptimierte, effiziente Strukturen in vielen modernen Stahlkonstruktion. Weitere Effizienzsteigerungen können durch additives Fertigen sowie bionische Bauweisen erreicht werden. Kommerzielle hochfeste Zusatzwerkstoffe für additives MSG-Schweißen (engl.: Wire Arc Additive Manufacturing, WAAM) sind bereits von den Schweißzusatzherstellern lieferbar. Derzeit ist jedoch eine breite industrielle Anwendung insbesondere für KMU aufgrund fehlender quantitativer Erkenntnisse und Richtlinien bezüglich schweißbedingter Beanspruchungen und Bauteilsicherheit während der Herstellung und des Betriebs stark limitiert. In einem gemeinsamen Forschungsprojekt (FOSTA-P1380/IGF21162BG) der BAM und der TU Chemnitz werden die mit Eigenspannungsausbildung und der Gefahr einer Kaltrissbildung verbundenen prozess- und werkstoffbedingten sowie konstruktiven Einflüsse untersucht. Im Fokus dieser Analysen steht die Bestimmung der Wechselwirkungen zwischen WAAM-Prozessparametern bzw. der Wärmeführung auf das Gefüge und die Eigenspannungen. Hierfür werden Referenzproben als offene Hohlquader mit definierten Abmessungen vollautomatisiert mit einem speziellen, hochfesten WAAM-Massivdraht (Streckgrenze >790 MPa) geschweißt. Die gezielte Einstellung der geometrischen Eigenschaften erfolgt durch Schweißparameter und Nahtaufbau bei ca. 4 kg/h mittlerer Abschmelzleistung. Die Wärmeführung wird innerhalb eines statistischen Versuchsplanes mittels Streckenenergie (200 kJ/m bis 650 kJ/m) und Zwischenlagentemperatur (100 °C bis 300 °C) so variiert, dass die t8/5-Abkühlzeiten dem empfohlenen Verarbeitungsbereich entsprechen (ca. 5 s bis 20 s). Ziel ist es bei konstanten geometrisch-konstruktiven Randbedingungen, den Einfluss der Wärmeführung auf Gefüge und resultierende Eigenspannungen zu analysieren. Für die Streckenenergie können neben den Gefügeeinflüssen aufgrund der resultierenden Abkühlzeit deutliche Effekte insbesondere auf die lokalen Eigenspannungen im Bauteil belegt werden. Das Schweißen mit zu hoher Wärmeeinbringung bzw. Abschmelzleistung kann zu ungünstigen Gefüge- und Bauteileigenschaften führen, gleichzeitig jedoch niedrigere Zugeigenspannungsniveaus bewirken. Solche komplexen Wechselwirkungen gilt es letztlich mit diesen Untersuchungen zu klären, um leicht anwendbare Verarbeitungsempfehlungen und Normvorgaben für ein wirtschaftliches, anforderungsgerechtes und risssicheres WAAM von hochfesten Stählen den Anwendern zur Verfügung zu stellen. T2 - DVS Congress 2021 CY - Online meeting DA - 14.09.2021 KW - MAG-Schweißen KW - Hochfester Stahl KW - Eigenspannungen KW - Additive Fertigung KW - Kaltrisssicherheit PY - 2021 SN - 978-3-96144-146-4 VL - 371 SP - 16 EP - 22 PB - DVS Media GmbH CY - Düsseldorf AN - OPUS4-56669 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Scharf-Wildenhain, R. A1 - Hälsig, A. A1 - Härtel, S. A1 - Wandtke, Karsten A1 - Schröpfer, Dirk A1 - Kromm, Arne A1 - Kannengießer, Thomas T1 - Einfluss der Wärmeführung auf die Eigenschaften und fertigungsbedingten Beanspruchungen additiv geschweißter hochfester Feinkornbaustähle N2 - Hochfeste Feinkornbaustähle verfügen über ein großes Potenzial für gewichtsoptimierte, effiziente Strukturen in vielen modernen Stahlkonstruktion. Weitere Effizienzsteigerungen können durch additives Fertigen sowie bionische Bauweisen erreicht werden. Kommerzielle hochfeste Zusatzwerkstoffe für additives MSG-Schweißen (engl.: Wire Arc Additive Manufacturing, WAAM) sind bereits von den Schweißzusatzherstellern lieferbar. Derzeit ist jedoch eine breite industrielle Anwendung insbesondere für KMU aufgrund fehlender quantitativer Erkenntnisse und Richtlinien bezüglich schweißbedingter Beanspruchungen und Bauteilsicherheit während der Herstellung und des Betriebs stark limitiert. In einem gemeinsamen Forschungsprojekt (FOSTA-P1380/IGF21162BG) der BAM und der TU Chemnitz werden die mit Eigenspannungsausbildung und der Gefahr einer Kaltrissbildung verbundenen prozess- und werkstoffbedingten sowie konstruktiven Einflüsse untersucht. Im Fokus dieser Analysen steht die Bestimmung der Wechselwirkungen zwischen WAAM-Prozessparametern bzw. der Wärmeführung auf das Gefüge und die Eigenspannungen. Hierfür werden Referenzproben als offene Hohlquader mit definierten Abmessungen vollautomatisiert mit einem speziellen, hochfesten WAAM-Massivdraht (Streckgrenze >790 MPa) geschweißt. Die gezielte Einstellung der geometrischen Eigenschaften erfolgt durch Schweißparameter und Nahtaufbau bei ca. 4 kg/h mittlerer Abschmelzleistung. Die Wärmeführung wird innerhalb eines statistischen Versuchsplanes mittels Streckenenergie (200 kJ/m bis 650 kJ/m) und Zwischenlagentemperatur (100 °C bis 300 °C) so variiert, dass die t8/5-Abkühlzeiten dem empfohlenen Verarbeitungsbereich entsprechen (ca. 5 s bis 20 s). Ziel ist es bei konstanten geometrisch-konstruktiven Randbedingungen, den Einfluss der Wärmeführung auf Gefüge und resultierende Eigenspannungen zu analysieren. Darüber hinaus erfolgt die Bestimmung des Einflusses der t8/5-Abkühlzeit auf die mechanisch-technologischen Eigenschaften des speziellen, hochfesten WAAM-Massivdrahts mithilfe von Dilatometeranalysen. Für die Streckenenergie können neben den Gefügeeinflüssen aufgrund der resultierenden Abkühlzeit deutliche Effekte insbesondere auf die lokalen Eigenspannungen im Bauteil belegt werden. Das Schweißen mit zu hoher Wärmeeinbringung bzw. Abschmelzleistung kann zu ungünstigen Gefüge- und Bauteileigenschaften führen, gleichzeitig jedoch niedrigere Zugeigenspannungsniveaus bewirken. Die Dilatometeranalysen zeigen für den untersuchten WAAM-Schweißzusatzwerkstoff eine großes t8/5-Zeitfenster mit einer vergleichsweise geringen Abnahme der Zugfestigkeit mit zunehmender t8/5-Abkühlzeit. Solche komplexen Wechselwirkungen gilt es letztlich mit diesen Untersuchungen zu klären, um leicht anwendbare Verarbeitungsempfehlungen und Normvorgaben für ein wirtschaftliches, anforderungsgerechtes und risssicheres WAAM von hochfesten Stählen den Anwendern zur Verfügung zu stellen. T2 - 42. Assistentenseminar Fügetechnik CY - Brunswick, Germany DA - 06.10.2021 KW - MAG-Schweißen KW - Hochfester Stahl KW - Eigenspannungen KW - Additive Fertigung KW - Kaltrisssicherheit PY - 2022 SN - 978-3-96144-210-2 VL - 385 IS - 42 SP - 94 EP - 101 PB - DVS Media GmbH CY - Düsseldorf AN - OPUS4-56642 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Engelking, Lorenz A1 - Schröpfer, Dirk A1 - Kannengießer, Thomas A1 - Eissel, A. A1 - Treutler, K. A1 - Wesling, V. T1 - Herstellung beanspruchungsgerechter Oberflächen durch Kombination innovativer additiver und abtragender Fertigungsschritte an hochbelasteten Komponenten N2 - Die additive Fertigung mittels Schweißverfahren bietet große ökonomische Vorteile für eine ressourceneffiziente Bauteilherstellung. Offene Fragen bezüglich Homogenität, Anisotropie der Schweißgefüge und den damit verbundenen Bauteileigenschaften stehen einer wirtschaftlichen Verarbeitung oftmals im Wege. Finale Bauteilgeometrie und Oberflächengüte erfordern meist komplementäre subtraktive Fertigungsschritte. Werkstoffe für hochbelastbare Komponenten sind oftmals schwer spanbar. In einem Vorhaben der BAM und des ISAF wurde untersucht, wie die Modifikation der AM-Schweißzusätze und das ultraschallunterstützte Fräsen (US) die Zerspanungssituation verbessern. Der vorliegende Artikel stellt wesentliche Zusammenhänge zwischen Legierung, Gefüge und Zerspanung zweier schwer spanbarer Hochleistungslegierungen (FeNi und CoCr) dar. Großes Potenzial zeigte neben dem US die Modifikation mit Zr und Hf bei Zulegierung in das Schweißgut mittels Beschichtung von Massivdrähten bzw. Herstellung von Fülldrähten. KW - Legierungsmodifikation KW - Ultraschallunterstütztes Fräsen KW - Additive Fertigung KW - Oberflächenintegrität KW - Metallschutzgasschweißen PY - 2024 VL - 76 IS - 1-2 SP - 8 EP - 13 PB - DVS-Media GmbH CY - Düsseldorf AN - OPUS4-59463 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Scharf-Wildenhain, R. A1 - Hälsig, A. A1 - Hensel, J. A1 - Wandtke, Karsten A1 - Schröpfer, Dirk A1 - Kannengießer, Thomas T1 - Korrelation von Wärmeführung, Nahtgeometrie, Bauteildesign und Eigenspannungen bei DED-Arc mit hochfesten Zusatzwerkstoffen N2 - Hochfeste Feinkornbaustähle verfügen über großes Potenzial für gewichtsoptimierte, effiziente Strukturen in vielen modernen Stahlkonstruktion. Weitere Effizienzsteigerungen können durch additives Fertigen sowie bionische Bauweisen erreicht werden. Hochfeste Zusatzwerkstoffe für formgebendes MSG-Schweißen (engl.: Wire Arc Additive Manufacturing, WAAM) sind bereits von den Schweißzusatzherstellern lieferbar. Eine breite industrielle Anwendung insbesondere für KMU ist aufgrund fehlender quantitativer Erkenntnisse und Richtlinien bezüglich schweißbedingter Beanspruchungen und Bauteilsicherheit während der Herstellung und des Betriebs derzeit stark limitiert. In einem gemeinsamen Forschungsprojekt (FOSTA-P1380/IGF21162BG) der BAM und der TU Chemnitz werden daher die mit Eigenspannungsausbildung und der Gefahr einer Kaltrissbildung verbundenen prozess- und werkstoffbedingten sowie konstruktiven Einflüsse beim WAAM hochfester Stähle untersucht. Der vorliegende Beitrag fokussiert die Analyse der Auswirkungen von Schweißwärmeführung und Design der WAAM-Bauteile auf Nahtgeometrie, Materialausnutzung und Eigenspannungen. Hierfür werden geometrisch definierte Probenkörper (Hohlquader) vollautomatisiert mit einem speziellen, hochfesten WAAM-Massivdraht (Streckgrenze >790 MPa) geschweißt. Die Wärmeführung wird innerhalb eines statistischen Versuchsplans so variiert, dass die Dt8/5-Abkühlzeiten im empfohlenen Verarbeitungsbereich (ca. 5 s bis 20 s) liegen. Das WAAM-Schweißen komplexer Geometrien mit variierenden Schweißwärmeführungen und geometrischen Verhältnissen bzw. Wanddicken bedingt neben den Auswirkungen auf die Abkühlbedingungen, Abkühlzeiten und Gefüge deutliche Einflüsse auf die konstruktiven Steifigkeitsverhältnisse beim Schweißen. Es zeigen sich anhand der Schweißexperimente signifikante Auswirkungen durch Probenskalierung und Wärmeeinbringung auf die resultierenden lokalen Eigenspannungen. Die Folge können ungünstige Bauteileigenschaften und risskritische Zugeigenspannungen sein. T2 - 43. Assistentenseminar Füge- und Schweißtechnik 2022 CY - Chemnitz, Germany DA - 27.09.2022 KW - Additive Fertigung KW - Hochfester Stahl KW - Eigenspannungen PY - 2023 VL - 386 SP - 1 EP - 7 PB - DVS Media CY - Düsseldorf AN - OPUS4-59232 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Koshkina, Olga A1 - Westmeier, D. A1 - Lang, Thomas A1 - Bantz, C. A1 - Hahlbrock, A. A1 - Würth, Christian A1 - Resch-Genger, Ute A1 - Braun, Ulrike A1 - Thiermann, Raphael A1 - Weise, C. A1 - Eravci, M. A1 - Mohr, B. A1 - Schlaad, H. A1 - Stauber, R. H. A1 - Docter, D. A1 - Bertin, Annabelle A1 - Maskos, M. T1 - Tuning the surface of nanoparticles: Impact of poly(2-ethyl-2-oxazoline) on protein adsorption in serum and cellular uptake N2 - Due to the adsorption of biomolecules, the control of the biodistribution of nanoparticles is still one of the major challenges of nanomedicine. Poly(2-ethyl-2-oxazoline) (PEtOx) for surface modification of nanoparticles is applied and both protein adsorption and cellular uptake of PEtOxylated nanoparticles versus nanoparticles coated with poly(ethylene glycol) (PEG) and non-coated positively and negatively charged nanoparticles are compared. Therefore, fluorescent poly(organosiloxane) nanoparticles of 15 nm radius are synthesized, which are used as a scaffold for surface modification in a grafting onto approach. With multi-angle dynamic light scattering, asymmetrical flow field-flow fractionation, gel electrophoresis, and liquid chromatography-mass spectrometry, it is demonstrated that protein adsorption on PEtOxylated nanoparticles is extremely low, similar as on PEGylated nanoparticles. Moreover, quantitative microscopy reveals that PEtOxylation significantly reduces the non-specific cellular uptake, particularly by macrophage-like cells. Collectively, studies demonstrate that PEtOx is a very effective alternative to PEG for stealth modification of the surface of nanoparticles. KW - Poloxazolines KW - Protein corona KW - Cellular uptake PY - 2016 DO - https://doi.org/10.1002/mabi.201600074 SN - 1616-5187 SN - 1616-5195 VL - 16 IS - 9 SP - 1287 EP - 1300 AN - OPUS4-37369 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Scholz, Norman A1 - Jadhav, A. A1 - Shreykar, M. A1 - Behnke, Thomas A1 - Nirmalananthan-Budau, Nithiya A1 - Resch-Genger, Ute A1 - Sekar, N. T1 - Coumarin-rhodamine hybrids-novel probes for the optical measurements of viscosity and polarity N2 - A comprehensive systematic study of Absorption and fluorescence properties in solvents of varying viscosity and polarity of three novel and red-emitting coumarin-rhodamine hybrid derivatives with differences in the rigidity of their substituents is presented. This includes ethanol-polyethylene glycol, toluene-polyethylene glycol, and tolueneparaffin mixtures. Moreover, protonation-induced effects on the spectroscopic properties are studied. A viscosity-induced emission enhancement was observed for all coumarin-rhodamine hybrid derivatives. MCR2 bearing a julolidine donor showed the expected low sensitivity to viscosity whereas MCR3 with its freely rotatable diphenylamino Substituent revealed a particularly pronounced sensitivity to this parameter. Moreover, MCR2 shows an enhancement in Emission in the open, i.e., protonated form in conjunction with a largely Stokes shift fluorescence in the deep red spectral region. This enables the application of these dyes as viscosity sensors and as far red emitting pH-sensitive probes. KW - Fluorescence KW - Dye KW - Quantum yield KW - Viscosity KW - Polarity KW - Environment KW - Probe KW - Coumarin KW - Rhodamine KW - Synthesis PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1007/s10895-017-2165-4 SN - 1573-4994 SN - 1053-0509 N1 - Geburtsname von Nirmalananthan-Budau, Nithiya: Nirmalananthan, N. - Birth name of Nirmalananthan-Budau, Nithiya: Nirmalananthan, N. VL - 27 IS - 6 SP - 1949 EP - 1956 PB - CrossMark AN - OPUS4-42584 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Hoffmann, A. A1 - Lischeid, G. A1 - Koch, Matthias A1 - Lentzsch, P. A1 - Sommerfeld, Thomas A1 - Müller, M.H. T1 - Co-Cultivation of Fusarium, Alternaria, and Pseudomonas on Wheat-Ears Affects Microbial Growth and Mycotoxin Production N2 - Mycotoxigenic fungal pathogens Fusarium and Alternaria are a leading cause of loss in cereal production. On wheat-ears, they are confronted by bacterial antagonists such as pseudomonads. Studies on these groups’ interactions often neglect the infection process’s temporal aspects and the associated priority effects. In the present study, the focus was on how the first colonizer affects the subsequent ones. In a climate chamber experiment, wheat-ears were successively inoculated with two different strains (Alternaria enuissima At625, Fusarium graminearum Fg23, or Pseudomonas simiae Ps9). Over three weeks, microbial abundances and mycotoxin concentrations were analyzed and visualized via Self Organizing Maps with Sammon Mapping (SOM-SM). All three strains revealed different characteristics and strategies to deal with co-inoculation: Fg23, as the first colonizer, suppressed the establishment of At625 and Ps9. Nevertheless, primary inoculation of At625 reduced all of the Fusarium toxins and stopped Ps9 from establishing. Ps9 showed priority effects in delaying and blocking the production of the fungal mycotoxins. The SOM-SM analysis visualized the competitive strengths: Fg23 ranked first, At625 second, Ps9 third. Our findings of species-specific priority effects in a natural environment and the role of the mycotoxins involved are relevant for developing biocontrol strategies. KW - Antagonists KW - Microbe interactions KW - Mycotoxins KW - Priority effect KW - SOM-SM PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-521554 DO - https://doi.org/10.3390/microorganisms9020443 VL - 9 IS - 2 SP - 443 PB - MDPI AN - OPUS4-52155 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -