TY - CONF A1 - Müller, Karsten A1 - Schriever, Sina A1 - Wossidlo, Peter A1 - Hamann, Andreas A1 - Löwe, Peter T1 - Bruchmechanische Untersuchungen von Gusseisen mit Kugelgraphit bei Stoss- und Schlagbiege-Beanspruchung T2 - 33. Tagung des DVM-Arbeitskreises Bruchvorgänge CY - Paderborn, Deutschland DA - 2001-02-20 KW - Ductile cast iron KW - DCI KW - Dynamic fracture toughness PY - 2001 SN - 0943-3473 N1 - Sprachen: Deutsch/Englisch - Languages: German/English IS - 233 SP - 267 EP - 274 PB - DVM CY - Berlin AN - OPUS4-1088 LA - mul AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Ávila Calderón, Luis A1 - Schriever, Sina T1 - BAM Reference Data: Creep of Single-Crystal Ni-Based Superalloy CMSX-6 N2 - This publication provides comprehensive metadata and test results of constant force creep tests according to DIN EN ISO 204:2019-4 on the single crystal Ni-based superalloy CMSX-6 at T = 980 °C and initial stresses between 140 MPa and 230 MPa. The tests were carried out in an accredited test laboratory using calibrated measuring equipment. The data were audited and are BAM reference data. KW - NFDI-MatWerk KW - Digitalisierung KW - CMSX-6 KW - Creep KW - Reference Data KW - Referenzdaten KW - Ni-Based Superalloy PY - 2024 DO - https://doi.org/10.5281/zenodo.13937986 PB - Zenodo CY - Geneva AN - OPUS4-61649 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fedelich, Bernard A1 - Feldmann, Titus A1 - Haftaoglu, Cetin A1 - Nolze, Gert A1 - Schriever, Sina A1 - Epishin, A. A1 - Camin, B. A1 - Lopez-Galilea, I. A1 - Ruttert, B. A1 - Theisen, W. T1 - Untersuchung des Kriechverhaltens einer Nickelbasis-Superlegierung bei ultrahohen homologen Temperaturen und Anwendung auf das heiß-isostatische Pressen (HIP) N2 - Mit Hilfe des HIP-Verfahrens („Hot Isostatic Pressing“) werden Poren in der einkristallinen Nickel-Basis Superlegierung CMSX-4 kontinuierlich geschrumpft und dadurch die nach der Erstarrung und der Wärmebehandlung vorhandene Porosität stark reduziert. In diesem Beitrag werden experimentelle und numerische Untersuchungen zu den Mechanismen der Porenschrumpfung zusammengefasst. Es zeigt sich, dass das Verformungsverhalten während Kriechversuchen bei der HIP-Temperatur durch Versetzungsgleitung auf oktaedrischen Ebenen dominiert wird. Dagegen zeigen Messungen der Porositätsabnahme und Simulationen des Porenschließens, dass die Kinetik der Porenschrumpfung durch das Phänomen der Leerstellendiffusion zwischen Poren und Kleinwinkelkorngrenzen („Low Angle Boundary“, LAB) bestimmt wird. Im Gegensatz führt die klassische Kristallviskoplastizität zu einer systematischen Überschätzung dieser Kinetik. Der scheinbare Widerspruch lässt sich auflösen, wenn man bedenkt, dass auf der Skala der Poren Versetzungsquellen nicht gleichmäßig verteilt sind, wie in der konventionellen Kristallplastizität implizit angenommen wird. Stattdessen wird in einem weiterführenden Modell davon ausgegangen, das Kleinwinkelkorngrenzen (LABs) als Versetzungsquellen fungieren, während die Scherspannungen sehr stark in der Nähe der Poren lokalisiert sind, was die Emission von Versetzungen deutlich reduziert. T2 - Langzeitverhalten warmfester Stähle und Hochtemperaturwerkstoffe CY - Online meeting DA - 27.11.2020 KW - HIP KW - Superlegierung KW - Kriechen PY - 2020 SN - 978-3-946885-95-5 VL - 2020 SP - 28 EP - 39 PB - Forschungsvereinigung Warmfeste Stähle und Hochtemperaturwerkstoffe AN - OPUS4-51796 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kianinejad, Kaveh A1 - Czediwoda, Fabian A1 - Glatzel, U. A1 - Völkl, R. A1 - Stöhr, B. A1 - Ávila Calderón, Luis A1 - Schriever, Sina A1 - Saliwan Neumann, Romeo A1 - Fedelich, Bernard A1 - Darvishi Kamachali, Reza T1 - Microstructure-based modelling of the anisotropic creep behaviour in additively manufactured INCONEL 718 N2 - The existing gap in the adequate prediction of the microstructure-property relationships remains a significant barrier to the safe application of the additively manufactured materials. This challenge is fundamentally tied to the intricate microstructural defects that emerge during the processing. Systematic microstructure-based modelling can offer solutions to address this bottleneck. In this work, we utilize a crystal plasticity model, developed for gamma''-strengthened Ni-base alloys and calibrated with single crystal tensile and creep tests of Inconel 718. By systematically refining the representative volume element complexity---from equiaxed to elongated grain morphologies, and from unimodal to bimodal orientation and grain size distributions---we demonstrate how each layer of structural realism contributes to the model’s predictive capacity. Creep tests of laser-based powder bed fusion (PBF-LB/M) manufactured samples in three orientations (with the tensile axis parallel, perpendicular, and 45° tilted relative to the building direction) were performed at 650° C, accompanied by electron backscatter secondary diffraction measurements. The results of our simulations reveal that the bimodal grain morphology and crystallographical texture significantly influence the observed creep anisotropy. We show that the elongated grain structure combined with grain boundary sliding plays a major role in the creep response, specifically in tilted specimens. KW - Additive manufactured Ni-base superalloys KW - Creep Anisotropy KW - Crystal plasticity PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-646884 DO - https://doi.org/10.1016/j.msea.2025.149029 VL - 945 SP - 1 EP - 15 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-64688 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Häcker, Ralf A1 - Klinger, Christian A1 - Kahlcke, Ole A1 - Schriever, Sina ED - Grellmann, W. T1 - Zwischen Zeitstand und Relaxation - Einfluss der Proben- und Prüfmaschinensteifigkeit auf die Lebensdauer unter konstanter Belastung N2 - Zur Abschätzung der Lebensdauer eines bei höherer Temperatur langzeitbelasteten Bauteils wurden Zeitstandversuche, Relaxationsversuche und weitere Versuche mit unterschiedlichen Umgebungssteifigkeiten durchgeführt. Die Zeitstandversuche, deren Versuchsführung eine unendlich niedrige Umgebungssteifigkeit simuliert, liefern geringere Lebensdauern (Bruchzeiten) im Vergleich zu Versuchen mit endlich hohen, technisch relevanten Steifigkeiten bei vergleichbarer Probensteifigkeit (Geometrie), wobei die Lebensdauern mit steigender Umgebungssteifigkeit zunehmen. Die längsten Lebensdauern zeigen Relaxationsversuche mit einer unendlich hohen Umgebungssteifigkeit aufgrund ihrer Versuchsregelung. Für die Übertragung der an Proben gewonnenen Ergebnisse auf das Bauteil wurde das Steifigkeitsverhältnis Z zwischen der Steifigkeit der 'Probe' und der der 'Umgebung' definiert und angewandt. Das Steifigkeitsverhältnis des kritischen Bereichs im Bauteil und das der Werkstoffprobe in der Prüfmaschine sollten möglichst ähnlich sein. Dann lassen sich bei der Übertragung auf das Bauteil realistisch höhere Lebensdauern abschätzen als nur mit Kenntnis der Ergebnisse der Zeit-standversuche. T2 - DVM-Tagung Werkstoffprüfung 2011 - Neue Entwicklungen in der Werkstoffprüfung - Herausforderungen an die Kennwertermittlung CY - Berlin, Germany DA - 01.12.2011 KW - Zeitstandverhalten KW - Steifigkeit KW - Relaxationsversuch KW - Lebensdauer KW - Bauteilprüfung PY - 2011 SN - 978-3-9814516-1-0 SN - 1861-8154 N1 - Serientitel: DVM-Bericht – Series title: DVM-Bericht IS - 643 SP - 267 EP - 272 AN - OPUS4-24932 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kianinejad, Kaveh A1 - Darvishi Kamachali, Reza A1 - Khedkar, Abhinav A1 - Manzoni, Anna Maria A1 - Agudo Jácome, Leonardo A1 - Schriever, Sina A1 - Saliwan Neumann, Romeo A1 - Megahed, Sandra A1 - Heinze, Christoph A1 - Kamrani, Sepideh A1 - Fedelich, Bernard T1 - Creep anisotropy of additively manufactured Inconel-738LC: Combined experiments and microstructure-based modeling N2 - The current lack of quantitative knowledge on processing-microstructure–property relationships is one of the major bottlenecks in today’s rapidly expanding field of additive manufacturing. This is centrally rooted in the nature of the processing, leading to complex microstructural features. Experimentally-guided modeling can offer reliable solutions for the safe application of additively manufactured materials. In this work, we combine a set of systematic experiments and modeling to address creep anisotropy and its correlation with microstructural characteristics in laser-based powder bed fusion (PBF-LB/M) additively manufactured Inconel-738LC (IN738LC). Three sample orientations (with the tensile axis parallel, perpendicular, and 45° tilted, relative to the building direction) are crept at 850 °C, accompanied by electron backscatter secondary diffraction (EBSD), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) investigations. A crystal plasticity (CP) model for Ni-base superalloys, capable of modeling different types of slip systems, is developed and combined with various polycrystalline representative volume elements (RVEs) built on the experimental measurements. Besides our experiments, we verify our modeling framework on electron beam powder bed fusion (PBF-EB/M) additively manufactured Inconel-738LC. The results of our simulations show that while the crystallographic texture alone cannot explain the observed creep anisotropy, the superlattice extrinsic stacking faults (SESF) and related microtwinning slip systems play major roles as active deformation mechanisms. We confirm this using TEM investigations, revealing evidence of SESFs in crept specimens. We also show that the elongated grain morphology can result in higher creep rates, especially in the specimens with a tilted tensile axis. KW - Additive manufactured Ni-base superalloys KW - Creep KW - Crystal plasticity KW - Superlattice extrinsic stacking faults PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-601576 DO - https://doi.org/10.1016/j.msea.2024.146690 SN - 0921-5093 VL - 907 SP - 1 EP - 16 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-60157 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kianinejad, Kaveh A1 - Fedelich, Bernard A1 - Darvishi Kamachali, Reza A1 - Schriever, Sina A1 - Manzoni, Anna Maria A1 - Agudo Jácome, Leonardo A1 - Megahed, Sandra A1 - Kamrani, Sepideh A1 - Saliwan Neumann, Romeo T1 - Experimentally informed multiscale creep modelling of additive manufactured Ni-based superalloys N2 - Excellent creep resistance at elevated temperatures, i.e. T / T_m> 0.5, due to γ-γ’ microstructure is one of the main properties of nickel-based superalloys. Due to its great importance for industrial applications, a remarkable amount of research has been devoted to understanding the underlying deformation mechanism in a wide spectrum of temperature and loading conditions. Additive manufactured (AM) nickel-based superalloys while being governed by similar γ-γ’ microstructure, exhibit AM-process specific microstructural characteristics, such as columnar grains, strong crystallographic texture (typically <001> fiber texture parallel to build direction) and compositional inhomogeneity, which in turn leads to anisotropic creep response in both stationary and tertiary phases. Despite the deep insights achieved recently on the correlation between process parameters and the resulting microstructure, the anisotropic creep behavior and corresponding deformation mechanism of these materials are insufficiently understood so far. One reason for this is the lack of capable material models that can link the microstructure to the mechanical behavior. To overcome this challenge, a multiscale microstructure-based approach has been applied by coupling crystal plasticity (CP) and polycrystal model which enables the inclusion of different deformation mechanisms and microstructural characteristics such as crystallographic texture and grain morphology. The method has been applied to experimental data for AM-manufactured INCONEL-738LC (IN738). The effect of different slip systems, texture, and morphology on creep anisotropy at 850°C has been investigated. Results suggest a strong correlation between superlattice extrinsic stacking fault (SESF) and microtwinning and observed creep anisotropy. T2 - EUROMAT 23 CY - Frankfurt a. M., Germany DA - 04.09.2023 KW - IN738LC KW - Creep anisotropy KW - Crystal plasticity PY - 2023 AN - OPUS4-58263 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Ávila Calderón, Luis A1 - Shakeel, Y. A1 - Schriever, Sina A1 - Gedsun, A. A1 - Forti, M. A1 - Jordan, Hans A1 - Han, Ying A1 - Baer, O. A1 - Aversa, R. A1 - Olbricht, Jürgen A1 - Hammerschmidt, T. A1 - Hickel, T. A1 - Skrotzki, Birgit T1 - NFDI-MatWerk/IUC02 Data schema for creep data of Ni-based superalloys including a comprehensive documentation of test results and metadata N2 - This data schema was developed within the infrastructure use case IUC02: “Framework for curation and distribution of reference datasets” of the consortium NFDI-MatWerk. It intends to define a structured approach for collecting all required information on a creep experiment using the established terminology of the respective test standard ISO 204:2022 and additional terminology agreed upon by the domain experts. The individual entries are grouped according to their content type and sub-summarized under respective headlines, thereby suggesting a basic categorization and a related hierarchy of concepts. This hierarchy can be similarly applied to other test methods and different metallic (and other) materials. In version 1.1 some editorial and formal changes were made. KW - NFDI-MatWerk KW - Digitalisierung KW - Referenzdaten KW - Kriechen KW - Ni-based Superalloys PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-611629 DO - https://doi.org/10.5281/zenodo.11668375 PB - Zenodo CY - Geneva AN - OPUS4-61162 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rockenhäuser, Christian A1 - von Hartrott, P. A1 - Metzger, M. A1 - Schriever, Sina A1 - Augenstein, E. A1 - Karlin, J. A1 - Piesker, Benjamin A1 - Schweizer, Ch. A1 - Skrotzki, Birgit T1 - Lebensdauerberechnung von Aluminium-Radialverdichterrädern unter Berücksichtigung der Werkstoffalterung N2 - In this project, a procedure was developed to improve the lifetime assessment precision of exhaust turbo charger radial compressor wheels made from the age hardenable aluminum alloy EN AW-2618A. This comprises particularly the consideration of material aging, which has to be anticipated during operation of such components under relevant service conditions (temperature, time, stress). First of all, a solid experimental database was established for the investigated material. This includes a mechanical as well as a microstructural characterization of the as-received state (T61) and after aging up to 25,000 h at relevant service temperatures (160 °C, 180 °C, 190 °C). The microstructural investigations focused on the development of the radii of the cylindrical hardening phase, which coarsens during aging. The relation between aging temperature, time and mechanical load (if applicable) was established for the first time to this extent. An interrelationship to describe the coarsening was established. The effect of aging on hardness, strength, creep behavior and fatigue lifetime (LCF, TMF) was studied and a correlation to the microstructure was established. The results of the creep tests were used to calibrate a modified hyperbolic sine creep model. A time and temperature dependent deformation model according to Chaboche, which describes the relevant phenomena of high temperature deformation and cyclic plasticity, was extended. It now considers material aging by describing the strength not only as a function of temperature but also as a function of aging, i.e. of the mean radius of the precipitates. A similar procedure was applied to extend the model in order to assess the fatigue lifetime. The calculated lifetimes of LCF and TMF tests completed during this project match well with the experimental results. Only one LCF test with a hold time of 900 s in tension deviates clearly from the mean value and shows the limits of the time independent damage model. Tests with shorter hold times of 60 s are within the scatter band, likewise the different aging conditions. A damage accumulation model additionally describing the progressive aging during lifetime was developed and implemented. Besides considering aging in the deformation and lifetime assessment, it is also possible to judge complex loading cycles in a postprocessing by rain flow classification of typical complex loading cycles. The methodology and the models were implemented into the Finite-Element software Abaqus and Ansys and are available for numerical assessment of components. N2 - In diesem Forschungsvorhaben wurde ein Verfahren entwickelt, um die Genauigkeit der Lebensdauerbewertung für Abgasturbolader (ATL)-Verdichterräder aus der ausscheidungs-härtbaren Aluminiumlegierung EN AW-2618A zu verbessern. Dies umfasst insbesondere die Berücksichtigung der Werkstoffalterung, mit der beim Einsatz dieser Bauteile unter entsprechender Betriebsbeanspruchung (Temperatur, Zeit, Spannung) gerechnet werden muss. Zunächst wurde eine solide experimentelle Datenbasis für den untersuchten Werkstoff geschaffen. Dies umfasste sowohl eine mechanische als auch eine mikrostrukturelle Charakterisierung des Ausgangszustands (T61) sowie von ausgelagerten Zuständen bis zu 25.000 h bei betriebsrelevanten Temperaturen (160 °C, 180 °C, 190 °C). Bei den Untersuchungen zur Mikrostruktur wurde der Fokus auf die Entwicklung der Radien der stäbchen-förmigen aushärtenden Phase gelegt, die während der Alterung vergröbern. Der Zusammenhang zwischen Auslagerungstemperatur, -zeit und ggfs. mechanischer Belastung wurde erstmals in diesem Umfang quantifiziert und entsprechende Gesetzmäßigkeiten zur Beschreibung der Vergröberung ermittelt. Vergleichend dazu wurde der Einfluss der Alterung auf die Härte, die Festigkeit, das Kriechverhalten und die Ermüdungslebensdauer (LCF, TMF) bestimmt, so dass eine Korrelation zur Mikrostruktur vorliegt. Die Ergebnisse der Kriechversuche wurden zur Kalibrierung eines modifizierten Sinus-hyperbolicus-Kriechmodells verwendet. Ein zeit- und temperaturabhängiges Verformungsmodell nach Chaboche, welches die wesentlichen Phänomene der Hochtemperaturverformung und der Wechselplastizität beschreibt, wurde erweitert und berücksichtigt nun die Werkstoffalterung, indem die Festigkeit nicht nur als Funktion der Temperatur, sondern auch des Alterungszustands (d. h. des mittleren Radius der Ausscheidungen) dargestellt wird. Für die Erweiterung des Modells zur Bewertung der Ermüdungslebensdauer wurde analog verfahren. Die berechnete Lebensdauer der im Verlauf des Vorhabens durchgeführten LCF- und TMF-Versuche stimmt gut mit den experimentellen Ergebnissen überein. Lediglich ein LCF-Versuch mit einer Haltezeit von 900 s im Zug weicht deutlich vom Mittelwert ab und zeigt die Grenzen des zeitunabhängigen Schädigungsmodells auf. Versuche mit kürzeren Haltezeiten bis zu 60 s liegen im Streuband, ebenso die verschiedenen Alterungszustände. Eine Schädigungsakkumulation unter Berücksichtigung der fortschreitenden Alterung über der Lebensdauer wurde entwickelt und implementiert. Neben der Berücksichtigung der Alterung in der Verformungs- und Lebensdaueranalyse besteht auch die Möglichkeit, komplexe Belastungszyklen in einem Postprozessing zu bewerten, indem Rainflow-Klassierungen typischer komplexer Belastungszyklen vorgenommen werden. Die Methodik und die Modelle wurden in die Finite-Elemente-Programme Abaqus und Ansys implementiert und stehen für die rechnerische Bewertung von Bauteilen zur Verfügung. T2 - FVV Frühjahrstagung 2018 CY - Bad Neuenahr, Germany DA - 22.03.2018 KW - Aluminium KW - Centrifugal compressor wheel KW - Dark-field transmission electron microscopy (DFTEM) KW - Degradation KW - S-phase PY - 2018 SP - 97 EP - 130 AN - OPUS4-44604 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Schriever, Sina T1 - BAM reference data - Results of ASTM E139-11 creep tests on a reference material of Nimonic 75 nickel-base alloy N2 - Results of creep tests on a certified reference material at T = 600°C and a tensile creep load of 160 MPa are provided. The evaluated results include the times to reach 2% and 4% creep strain, respectively, and the creep rate after 400 h. The data were audited and are BAM reference data. KW - Reference data KW - Creep KW - Nickel-base alloy KW - Nimonic 75 KW - Reference material BCR-425 PY - 2021 DO - https://doi.org/10.5281/zenodo.5106606 PB - Zenodo CY - Geneva AN - OPUS4-52970 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -