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 - CONF A1 - Ávila Calderón, Luis Alexander A1 - Hammerschmidt, T. A1 - Gedsun, A. A1 - Forti, M. A1 - Olbricht, Jürgen A1 - Stotzka, R. A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Shakeel, Y. A1 - Hunke, S. A1 - Tsybenko, H. A1 - Aversa, R. A1 - Chmielowski, M. A1 - Hickel, T. T1 - IUC02 Framework for Curation and Distribution of Reference Datasets using Creep Data of Ni-Base Superalloys as an Example N2 - In our current view, reference datasets in the MSE domain represent specific material properties, e.g., structural, mechanical, … characteristics. A reference dataset must fulfill high-quality standards, not only in precision of measurement but also in a comprehensive documentation of material, processing, and testing history (metadata). This Infrastructure Use Case (IUC) aims to develop a framework for generating reference material datasets using creep data of a single crystal Ni-based superalloy as a best practice example. In a community-driven process, we aim to encourage the discussion and establish a framework for the creation and distribution of reference material datasets. In this poster presentation, we highlight our current vision and activities and intend to stimulate the discussion about the topic reference datasets and future collaborations and work. T2 - NFDI-MatWerk Conference CY - Siegburg, Germany DA - 27.06.2023 KW - Referenzdaten KW - Reference data KW - Syngle Crystal alloy KW - Creep KW - Metadata schema PY - 2023 AN - OPUS4-57923 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 - Zia, Ghezal Ahmad Jan A1 - Hanke, Thomas A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Völker, Christoph A1 - Bayerlein, Bernd T1 - Enhancing Reproducibility in Precipitate Analysis: A FAIR Approach with Automated Dark-Field Transmission Electron Microscope Image Processing N2 - AbstractHigh-strength aluminum alloys used in aerospace and automotive applications obtain their strength through precipitation hardening. Achieving the desired mechanical properties requires precise control over the nanometer-sized precipitates. However, the microstructure of these alloys changes over time due to aging, leading to a deterioration in strength. Typically, the size, number, and distribution of precipitates for a quantitative assessment of microstructural changes are determined by manual analysis, which is subjective and time-consuming. In our work, we introduce a progressive and automatable approach that enables a more efficient, objective, and reproducible analysis of precipitates. The method involves several sequential steps using an image repository containing dark-field transmission electron microscopy (DF-TEM) images depicting various aging states of an aluminum alloy. During the process, precipitation contours are generated and quantitatively evaluated, and the results are comprehensibly transferred into semantic data structures. The use and deployment of Jupyter Notebooks, along with the beneficial implementation of Semantic Web technologies, significantly enhances the reproducibility and comparability of the findings. This work serves as an exemplar of FAIR image and research data management. KW - Industrial and Manufacturing Engineering KW - General Materials Science KW - Automated image analysis KW - FAIR research data management KW - Reproducibility KW - microstructural changes PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-593905 DO - https://doi.org/10.1007/s40192-023-00331-5 SN - 2193-9772 SP - 1 EP - 15 PB - Springer Science and Business Media LLC CY - Heidelberg AN - OPUS4-59390 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Zapala, P. A1 - Abel, Andreas A1 - Michels, H. A1 - Skrotzki, Birgit T1 - Werkstoffanwendungen für Eisenaluminide (FeAl), (WAFEAL) N2 - Die zunehmende geopolitische Bedeutung der Ressourcenverfügbarkeit sowie die Anforderungen an einen geschlossenen Materialkreislauf treiben die Materialforschung voran, um konventionelle Werkstoffe mit weniger kritischen Zusätzen zu legieren oder sogar vollständig mit nachhaltigeren Alternativen zu substituieren. Eine potenzielle Alternative stellen die intermetallischen Eisenaluminid-Legierungen (FeAl) dar. Im Labormaßstab wurden bereits viele Legierungskonzepte für verbesserte Hochtempera- tureigenschaften oder Duktilität erfolgreich gießtechnisch umgesetzt. Eine erfolgreiche Erprobung von FeAl-Legierungen im industriellen Maßstab stand zu Beginn des Projekts aber weiterhin aus. Ziel des Vorhabens war daher die Entwicklung von simulationsgestützten Gießkonzepten in industrienahe Gießprozesse anhand der Modelllegierung Fe-26Al-4Mo-0,5Ti-1B und die Eingrenzung der prozesstechnischen Verfahrensgrenzen durch Warmrissversuche. Erkenntnisse hieraus wurden in einen praxisorientierten, für zukünftige Anwender in KMUs zugänglichen Handlungskatalog für die gießgerechte Auslegung von Bauteilen aus Eisenaluminiden überführt. Fokus wurde insbesondere auf das Feinguss- und Kokillengussverfahren im Schleuderguss gesetzt. Neben zahlreicher Konstruktions- und Gießprozessparameter wurden auch Wärmebehandlungen und Legierungszusätze (Al, Mo, B) variiert, um den Einfluss von Legierungselementen auf Gießbarkeit, Mikrostruktur und mechanische Kennwerte zu be- stimmen. Eine umfangreiche Basis an Daten aus Mikrostrukturanalysen (Mikroskopische Bildgebung, Bestimmung von Korngrößen sowie Phasenzusammensetzungen und -anteilen, Fraktographie), mechanischen Tests (Härtemessungen, Druckversuch, Zugversuch, Warmzugversuch, Kriechversuch) sowie Messungen thermophysikalischer Eigenschaften konnte für die Modelllegierung erzeugt werden. Korrelationen dieser Informationen mit Prozessvariablen erlaubten Schlussfolgerungen zu Härtungsmechanismen und Duktilität in der Legierung und wie sie prozesstechnisch in Gieß- und Bauteilauslegung gesteuert werden können. Der erfolgreiche Abguss von hochkomplexen Bauteilgeometrien mit dünnen Wandstärken sowie optimierte Legierungszusammensetzungen zeigen Perspektiven auf neue Anwendungsfelder auf. Das Ziel des Forschungsvorhabens ist erreicht worden. KW - Simulationsgestützte Gießkonzepte KW - Intermetallische FeAl-Legierungen PY - 2023 IS - 1322 SP - 1 EP - 168 PB - Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen (FVV) CY - Frankfurt am Main AN - OPUS4-56932 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - von Hartrott, Philipp A1 - Skrotzki, Birgit T1 - Room temperature and elevated temperature tensile test and elastic properties data of Al-alloy EN AW-2618A after different aging times and temperatures N2 - The dataset contains two types of data: elastic properties (Young's and shear modulus, Poisson's ratio) between room temperature and 250 °C and a set of tensile tests at different aging times, aging temperatures, and test temperatures. KW - Aluminium alloy KW - Young's modulus KW - Shear modulus KW - Aging KW - Tensile test KW - Strength PY - 2023 UR - https://doi.org/10.5281/zenodo.10377164 DO - https://doi.org/10.5281/zenodo.10377163 PB - Zenodo CY - Geneva AN - OPUS4-59161 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - von Hartrott, P. A1 - Rockenhäuser, Christian A1 - Schriever, Sina A1 - Skrotzki, Birgit T1 - Correlation of the precipitate size evolution and the creep rate of the aluminium alloy EN AW 2618A at 190 °C N2 - A short description of the work done on the topic "Correlation of the precipitate size evolution and the creep rate of the aluminium alloy EN AW 2618A at 190 °C" is given. T2 - International Conference on Aluminium Alloys 16 CY - Montreal, Canada DA - 17.06.2018 KW - Alloy 2618A KW - Degradation KW - Aluminium KW - Creep KW - Coarsening PY - 2018 SN - 978-1-926872-41-4 SP - 99 AN - OPUS4-45284 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - von Hartrott, P. A1 - Metzger, M. A1 - Rockenhäuser, Christian A1 - Skrotzki, Birgit T1 - Lebensdauerbewertung von alternden Werkstoffen N2 - Werkstoffe im Hochtemperatureinsatz verändern mit der Zeit ihre Mikrostruktur. Mit diesem Alterungsprozess einher geht eine Veränderung der mechanischen Eigenschaften ebenso wie eine Veränderung des Schädigungsverhaltens. Im Rahmen des FVV Vorhabens „Alterung und Lebensdauer“ haben das Fraunhofer IWM in Freiburg und die BAM in Berlin die weit verbreitete warmfeste Aluminiumlegierung EN AW-2618A in verschiedenen Alterungszuständen experimentell charakterisiert und darauf aufbauend Modelle für die Lebensdauerbewertung mit der Finite-Elemente- Methode implementiert. KW - Aluminiumlegierung KW - Alterung KW - Mikrostruktur KW - Lebensdauervorhersage KW - Schädigung PY - 2018 DO - https://doi.org/10.1007/s35146-018-0085-8 SN - 0024-8525 SN - 2192-8843 VL - 79 IS - 10 SP - 72 EP - 76 PB - Springer AN - OPUS4-46064 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - von Hartrott, P. A1 - Metzger, M. A1 - Rockenhäuser, Christian A1 - Skrotzki, Birgit T1 - Lifetime assessment of aging materials N2 - Materials subjected to high-temperature service conditions will change their microstructure with time. Associated with this aging process is a change of mechanical properties as well as a change of damage mechanisms. Within the scope of the FVV project Aging and Lifetime, Fraunhofer IWM in Freiburg and BAM in Berlin (both Germany) experimentally characterized the widespread high-temperature aluminum alloy EN AW-2618A in different overaging states. Based on the experimental findings, models for numerical lifetime assessment with the finite-element method were implemented. KW - Aluminum alloy KW - Aging KW - Microstructure KW - Lifetime prediction KW - Damage PY - 2018 DO - https://doi.org/10.1007/s38313-018-0084-7 SN - 2192-9114 VL - 79 IS - 10 SP - 64 EP - 68 PB - Springer AN - OPUS4-46065 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Ulbricht, Alexander A1 - Avila Calderon, Luis A1 - Sommer, Konstantin A1 - Mohr, Gunther A1 - Evans, Alexander A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Bruno, Giovanni T1 - Evolution of Creep Damage of 316L Produced by Laser Powder Bed Fusion N2 - The damage mechanisms of metallic components produced by process laser powder bed fusion differ significantly from those typically observed in conventionally manufactured variants of the same alloy. This is due to the unique microstructures of additively manufactured materials. Herein, the focus is on the study of the evolution of creep damage in stainless steel 316L specimens produced by laser powder bed fusion. X-ray computed tomography is used to unravel the influence of the process-specific microstructure from the influence of the initial void distribution on creep damage mechanisms. The void distribution of two specimens tested at 600 °C and 650 °C is analyzed before a creep test, after an interruption, and after fracture. The results indicate that the formation of damage is not connected to the initial void distribution. Instead, damage accumulation at grain boundaries resulting from intergranular cracking is observed. KW - Creep KW - Computed Tomography KW - PBF-LB/M/316L KW - Laser Powder Bed Fusion KW - Microstructure KW - AISI 316L KW - Additive Manufacturing PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-574127 DO - https://doi.org/10.1002/adem.202201581 SP - 1 EP - 9 PB - Wiley-VCH GmbH CY - Weinheim AN - OPUS4-57412 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 - 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 - 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 - JOUR A1 - Ta, N. A1 - Bilal, M. U. A1 - Häusler, I. A1 - Saxena, A. A1 - Lin, Y.-Y. A1 - Schleifer, F. A1 - Fleck, M. A1 - Glatzel, U. A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Darvishi Kamachali, Reza T1 - Simulation of the θ′ Precipitation Process with Interfacial Anisotropy Effects in Al-Cu Alloys N2 - The effects of anisotropic interfacial properties and heterogeneous elasticity on the growth and ripening of plate-like θ′-phase (Al2Cu) in Al-1.69 at.% Cu alloy are studied. Multi-phase-field simulations are conducted and discussed in comparison with aging experiments. The precipitate/matrix interface is considered to be anisotropic in terms of its energy and mobility. We find that the additional incorporation of an anisotropic interfacial mobility in conjunction with the elastic anisotropy result in substantially larger aspect ratios of the precipitates closer to the experimental observations. The anisotropy of the interfacial energy shows comparably small effect on the precipitate’s aspect ratio but changes the interface’s shape at the rim. The effect of the chemo-mechanical coupling, i.e., the composition dependence of the elastic constants, is studied as well. We show that the inverse ripening phenomenon, recently evidenced for δ’ precipitates in Al-Li alloys (Park et al. Sci. Rep. 2019, 9, 3981), does not establish for the θ′ precipitates. This is because of the anisotropic stress fields built around the θ′ precipitates, stemming from the precipitate’s shape and the interaction among different variants of the θ′ precipitate, that disturb the chemo-mechanical effects. These results show that the chemo-mechanical effects on the precipitation ripening strongly depend on the degree of sphericity and elastic isotropy of the precipitate and matrix phases. KW - Aging KW - Phase-field simulation KW - Interfacial anisotropy KW - Chemo-mechanical coupling KW - Precipitation KW - Elasticity KW - θ′-(Al2Cu) precipitate phase PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-522672 DO - https://doi.org/10.3390/ma14051280 VL - 14 IS - 5 SP - 1280 PB - MDPI AN - OPUS4-52267 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Sturm, D. A1 - Heilmaier, M. A1 - Schneibel, J.H. A1 - Jéhanno, P. A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Saage, H. T1 - The influence of silicon on the strength and fracture toughness of molybdenum N2 - Mo–Si alloys containing up to 1 wt.% Si were fabricated by powder-metallurgical processing and their lattice parameters, elastic constants, densities, grain sizes, strengths, ductilities, and fracture toughness values were measured. The yield strength was insensitive to the grain size, i.e., a Hall–Petch relationship was not observed. Generally, Si additions caused pronounced solid solution strengthening. However, for small Si concentrations (≤0.1 wt.%) solid solution softening was observed at room temperature and below. With increasing Si concentration, the room temperature ductility and fracture toughness dropped precipitously. This is attributed to the increase in strength and a transition from transgranular to intergranular fracture. KW - Molybdenum KW - Solid solution strengthening KW - Solid solution softening KW - Hall-Petch relationship PY - 2007 SN - 0921-5093 SN - 1873-4936 VL - 463 IS - 1-2 SP - 107 EP - 114 PB - Elsevier CY - Amsterdam AN - OPUS4-14820 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Stegemann, Robert A1 - Sonntag, Nadja A1 - Sharatchandra Singh, W. A1 - Kreutzbruck, Marc A1 - Skrotzki, Birgit T1 - Ein Blick auf die Metal Magnetic Memory Methode nach ISO 24497 durch die Lupe hochauflösender GMR-Sensorik N2 - Die Messung spontaner magnetischer Streufelder ferromagnetischer Materialien wird als neue, Metal Magnetic Memory (MMM) genannte, Methode der zerstörungsfreien Prüfung (ZfP) angesehen, Schädigungen frühzeitig vorherzusagen. Die MMM Methode versucht, die sich gleichzeitig mit der Schadensentwicklung ausbildende lokale magnetische Struktur für die ZfP zu nutzen und zwar schon vor der eigentlichen Rissinitiierung. Das zugehörige Regelwerk ISO 24497 verspricht neben der Detektion von Mikrorissen und Inhomogenitäten des Werkstoffgefüges auch die Bestimmung des (Eigen-) Spannungszustandes. Neue, an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung für die ZfP angepasste GMR (Giant Magneto Resistance)-Sensorik erlaubt Magnetfeldmessungen mit einer Ortsauflösung im Mikrometerbereich. Mit höherer Ortsauflösung zeigen sich Unterschiede, jedoch keine Widersprüche zu bisher publizierten Daten. Ihnen wesentlich ist, dass es einige verwertbare Hinweise auf einen Zusammenhang von Restfeldmagnetisierung und Materialeigenschaften gibt. T2 - DACH-Jahrestagung 2015 CY - Salzburg, Austria DA - 11.05.2015 KW - GMR KW - Metal Magnetic Memory KW - ZfP KW - Materialwissenschaft PY - 2015 SN - 978-3-940283-68-9 IS - DGZfP BB 152 SP - Poster 1, 1 EP - 8 AN - OPUS4-33728 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Stegemann, Robert A1 - Sonntag, Nadja A1 - Kreutzbruck, Marc A1 - Skrotzki, Birgit ED - Brune, M. ED - Buffière, J.Y. ED - Morel, F. ED - Nadot, Y. T1 - Self-magnetic-leakage field detection using magneto-optical sensor technique N2 - Measurement of spontaneous magnetic stray field signals has been reported to be a promising tool for capturing macro-scale information of deformation states, defects and stress concentration zones in a material structure. This paper offers a new method for self-magnetic leakage field detection using a magneto-optical (MO) hand-held microscope. Its sensor has a dynamic field range between ±0.05 and ±2 kA/m and a lateral optical resolution of approx. 10 µm. We examined flat tensile test specimens of metastable austenitic steel AISI 304. Static tensile tests were repeatedly interrupted at various predetermined states of strain and the magnetic information was measured by the MO system. Comparative measurements using a high-precision magnetic field GMR-sensor, verify the outstanding capability of the MO microscope regarding spatial resolution of magnetic fields. T2 - FDMDII-JIP 2014 - 14th International spring meeting CY - Paris, France DA - 06.11.2014 KW - Magneto-optical sensor KW - Metal magnetic memory KW - GMR KW - NDT PY - 2014 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-326911 SN - 978-2-7598-1274-5 DO - https://doi.org/10.1051/matecconf/20141204010 N1 - Serientitel: Materials science, Engineering and Chemistry – Series title: Materials science, Engineering and Chemistry VL - 12 SP - 04010-1 EP - 04010-3 PB - EDP Sciences AN - OPUS4-32691 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Stegemann, Robert A1 - Cabeza, Sandra A1 - Pelkner, Matthias A1 - Lyamkin, Viktor A1 - Sonntag, Nadja A1 - Bruno, Giovanni A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Kreutzbruck, Marc T1 - Evaluation of high spatial resolution imaging of magnetic stray fields for early damage detection N2 - The paper discusses the evaluation of elastic and plastic strain states in two low-carbon steels of the same steel group with high spatial resolution GMR (giant magneto resistance) sensors. The residual stress distributions of tungsten inert gas welded plates were determined by means of neutron diffraction as a reference. The normal component of local residual magnetic stray fields arise in the vicinity of the positions of maximum stress. The experiments performed on flat tensile specimen indicate that the boundaries of plastic deformations are a source of stray fields. The spatial variations of magnetic stray fields for both the weld and the tensile samples are in the order of the earths magnetic field. T2 - 43rd Annual Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation, Volume 36 CY - Atlanta, Georgia, USA DA - 17.07.2016 KW - Plastic deformation KW - GMR KW - Neutron diffraction KW - Residual stress KW - Microstructure KW - Low carbon steel KW - TIG weld PY - 2017 SN - 978-0-7354-1474-7 DO - https://doi.org/10.1063/1.4974688 SN - 0094-243X VL - 1806 IS - 1 SP - Article UNSP 110010-1 EP - 10 PB - AIP Publishing CY - Melville, NY 11747 AN - OPUS4-39279 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Sonntag, Nadja A1 - Stegemann, Robert A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Kreutzbruck, Marc ED - Grellmann, W. ED - Frenz, H. T1 - Verformungsinduzierte Magnetisierung ferromagnetischer Stähle am Beispiel eines unlegierten Baustahls T2 - Tagung Werkstoffprüfung 2014 - Fortschritte in der Werkstoffprüfung für Forschung und Praxis - Werkstoffeinsatz, Qualitätssicherung und Schadensanalyse CY - Berlin, Germany DA - 2014-12-04 KW - MMM KW - 3D-GMR-Magnetometer KW - Topografie KW - Verformungsinduzierte Magnetisierung KW - Baustahl KW - 3D-GMR magnetometer KW - Topography KW - Deformation-induced magnetization KW - Construction steel PY - 2014 SN - 978-3-9814516-8-9 SN - 1861-8154 SP - 355 EP - 360 AN - OPUS4-32222 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Sonntag, Nadja A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Stegemann, Robert A1 - Löwe, Peter A1 - Kreutzbruck, M. T1 - The role of surface topography on deformation-induced magnetization under inhomogeneous elastic-plastic deformation N2 - It is widely accepted that the magnetic state of a ferromagnetic material may be irreversibly altered by mechanical loading due to magnetoelastic effects. A novel standardized nondestructive testing (NDT) technique uses weak magnetic stray fields, which are assumed to arise from inhomogeneous deformation, for structural health monitoring (i.e., for detection and assessment of damage). However, the mechanical and microstructural complexity of damage has hitherto only been insufficiently considered. The aim of this study is to discuss the phenomenon of inhomogeneous “self-magnetization” of a polycrystalline ferromagnetic material under inhomogeneous deformation experimentally and with stronger material-mechanical focus. To this end, notched specimens were elastically and plastically deformed. Surface magnetic states were measured by a three-axis giant magnetoresistant (GMR) sensor and were compared with strain field (digital image correlation) and optical topography measurements. It is demonstrated that the stray fields do not solely form due to magnetoelastic effects. Instead, inhomogeneous plastic deformation causes topography, which is one of the main origins for the magnetic stray field formation. Additionally, if not considered, topography may falsify the magnetic signals due to variable lift-off values. The correlation of magnetic vector components with mechanical tensors, particularly for multiaxial stress/strain states and inhomogeneous elastic-plastic deformations remains an issue. KW - Magnetic stray fields KW - Magnetomechanical effect KW - Damage KW - Topography KW - Multiaxial deformation KW - Notch KW - Plastic deformation KW - Metal magnetic memory KW - Digital image correlation KW - Structural steel PY - 2018 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-457878 DO - https://doi.org/10.3390/ma11091518 SN - 1996-1944 VL - 11 IS - 9 SP - 1518, 1 EP - 26 PB - MDPI CY - Basel, Switzerland AN - OPUS4-45787 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -