TY - JOUR A1 - Balzer, M. A1 - Fenker, M. A1 - Kappl, H. A1 - Müller, Thoralf A1 - Heyn, A. A1 - Heiss, A. A1 - Richter, A. T1 - Corrosion protection of steel substrates by magnetron sputtered TiMgN hard coatings: Structure, mechanical properties and growth defect related salt spray test results N2 - Hard and wear resistant coatings deposited by PVD techniques have been characterized for decades for their capabilities to protect steel substrates from corrosion. In the present work the effect of Mg incorporated into TiN coatings is described in terms of the corrosion behavior as well as the mechanical and structural properties. TiN and TiMgN films with Mg contents between 10 and 35 at.% were deposited onto mirror polished 100Cr6 (1.3505) steel samples with 2.5 and 5 μm thickness by using DC magnetron sputtering. The corrosion protection capabilities of the coatings were characterized by neutral salt spray (NSS) test, considering the amounts and sizes of growth defects inherent in each coated sample as determined by a recently developed optical scan method (Large Area High Resolution mapping). The defect data were statistically analyzed for improved interpretation of NSS test results. Chosen growth defects were additionally analyzed by focused ion beam technique. Furthermore the coating composition and morphology, the hardness and the tribological behavior were characterized. Polished steel samples coated with 2.5 μm TiMgN containing about 35 at.% Mg were in the plane free of corrosion after 24 h in a NSS test. TiMgN with 10 or 20 at.% Mg only provided a slightly improved corrosion protection in relation to pure TiN coatings, which was limited to certain types of growth defects. The highest Mg containing coatings exhibited a decreased hardness down to 1200 or 1800 HV depending on type of deposition (HV 1200: Ti- and Mg-target with rotating substrate holder, 1800: Mg-plugged Ti-target with static substrate holder), but also showed a strongly improved wear resistance against Al2O3 related to pure TiN. By analyzing the NSS test results it was found that the corrosion behavior of the coated samples did not only depend strongly on the Mg content, but also on the sample individual defect concentrations. Therefore this subject is extensively discussed. KW - Physical vapour deposition (PVD) KW - Corrosion KW - Growth defects KW - Pinholes KW - Magnesium KW - TiMgN PY - 2018 DO - https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2018.05.037 SN - 0257-8972 VL - 349 IS - 9 SP - 82 EP - 92 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-45712 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Burkert, Andreas A1 - Müller, Thoralf A1 - Lehmann, Jens A1 - Mietz, Jürgen T1 - Long-term corrosion behaviour of stainless steels in marine atmosphere N2 - Nine different stainless steel alloys were exposed for 5 years under marine environment and their corrosion behaviour was compared and assessed. The investigation of four different surface finishes for all alloys tested further enabled to consider industry-specific features of the surface finish for the material comparison. The results of the exposure tests yield conclusions regarding the influence of alloy composition, surface finish and exposure duration under marine environment. The three duplex stainless steels revealed excellent corrosion resistance even in case of crevices during the 5 years of exposure under the given exposure conditions. Also the molybdenum-alloyed ferritic steel 1.4521 showed good corrosion resistance comparable to the classical austenitic materials 1.4301 and 1.4404. KW - Corrosion KW - Free weathering KW - Marine atmosphere KW - Stainless steels PY - 2018 DO - https://doi.org/10.1002/maco.201709636 SN - 0947-5117 SN - 1521-4176 VL - 69 IS - 1 SP - 20 EP - 28 PB - Wiley-VCH Verlag GmbH & Co KGaA CY - Weinheim AN - OPUS4-43625 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Rosemann, P. A1 - Müller, Thoralf A1 - Babutzka, Martin A1 - Heyn, Andreas ED - J. Grosch, ED - E.J. Mittemeijer, T1 - Qualitätsbewertung von Schneidwaren durch Kurzzeit-Korrosionsprüfung N2 - Bei der Qualitätsbewertung von Schneidwaren aus nichtrostenden martensitischen Chrom-Stählen stellt die Überprüfung der Korrosionsbeständigkeit ein wichtiges Kriterium dar. Allgemein üblich sind Wechseltauchversuche mit relativ hohem zeitlichem und auswertungsbedingtem Aufwand, die noch dazu zerstörend sind und teilweise fragwürdige Ergebnisse liefern. In den letzten Jahren wurden neue Ansatze der Prüfung geschaffen, die eine nahezu zerstörungsfreie Kurzzeit-Korrosionsprüfung erlauben. Es wird gezeigt, dass mit dem elektrochemischen Rauschen sehr empfindlich Einflüsse des Härtens und der Oberflächenbehandlung auf die Korrosionsbeständigkeit nachgewiesen werden können, wodurch eine schnelle und objektive Qualitätsbewertung innerhalb des Fertigungsprozesses und der Endkontrolle von Produkten möglich ist. Das für die Prüfmethodik ausgenutzte Phänomen des elektrochemischen Rauschens zielt darauf ab, den Beginn der Korrosion empfindlich und schnell zu detektieren, ohne die Prüfbedingungen maßlos zu verschärfen und Produkte damit zu zerstören. Neben der Funktionalität der Prüfung stehen aber auch die Anwenderfreundlichkeit und somit die Akzeptanz bei den Herstellern im Vordergrund. Aus diesem Grund wurde zusätzlich ein Indikatortest (KorroPad) als praxistaugliche Alternative zum elektrochemischen Rauschen angewendet. Die Ergebnisse zeigen eine gute Übereinstimmung beider Methoden und ermöglichen eine effektive betriebliche Qualitätsüberwachung von Schneidwaren. KW - Schneidwaren KW - Nichtrostender Stahl KW - Korrosion KW - Prüfmethoden KW - Qualitätskontrolle KW - Cutlery KW - Stainless steel KW - Corrosion KW - Testing methods KW - Quality control PY - 2013 DO - https://doi.org/10.3139/105.110195 SN - 1867-2493 VL - 68 IS - 5 SP - 224 EP - 235 PB - Hanser CY - München AN - OPUS4-29341 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Seifert, Lando A1 - Grunewald, Andreas A1 - Müller, Thoralf A1 - Ebell, Gino T1 - Stress corrosion tests for prestressing steels—Part 1: The influence of surface condition and test solution composition on hydrogen charging N2 - Tests for assessing prestressing steels' susceptibility to hydrogen‐induced stress corrosion cracking are essential for approvals, in‐house monitoring, and third‐party material testing. According to ISO 15630‐3, the time to brittle fracture by constant load under corrosive conditions in thiocyanate test solutions (A or B) at 50°C is measured. In the literature, a high scattering in stress corrosion tests is reported, which questions the integrity of the test procedure. This paper shows the results of studies about the influence of solution composition on hydrogen charging in electrochemical and permeation measurements. Electrochemical experiments show that polished steel surfaces without common drawing layers have more consistent free corrosion currents, polarization resistances, and B‐values in solution A with low scattering compared to the solution B experiments. The influence of temperature at 50°C and an ambient temperature of 22°C was also tested. KW - Drawing layers KW - Hydrogen‐induced stress corrosion cracking KW - Permeation measurements KW - Prestressing steels KW - Stress corrosion tests KW - Surface conditions KW - Test solutions PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-598738 DO - https://doi.org/10.1002/maco.202313948 VL - 75 SP - 1506 EP - 1518 PB - Wiley‐VCH GmbH AN - OPUS4-59873 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Müller, Thoralf A1 - Burkert, Andreas T1 - Galvanische Korrosion - Grundlagen berücksichtigen und richtig einschätzen N2 - Bei der Planung und Gestaltung von Konstruktionen spielt der Korrosionsschutz und eine korrosionsschutzgerechte Bauweise eine zentrale Rolle. In einigen Fällen jedoch kann es durch bestimmte Randbedingungen und Eigenschaftsanforderungen an Komponenten und Bauteilen zur Ausbildung von galvanischer Korrosion durch Korrosionselemente kommen. Eine sehr häufig auftretende Form der galvanischen Korrosion ist die Bimetallkorrosion, bei der das Korrosionselement durch die Kombination verschiedener metallener Werkstoffe gebildet wird. Unter bestimmten Einsatzbe¬dingun¬gen kann ein solches Korrosionselement zu einem signifikant erhöhten Korrosionsabtrag führen und damit die technische Sicherheit gefährden. Trotz dem Vorhandensein solcher Korrosionselemente (z.B. Mischbauweise bei Konstruktionen) lässt sich das Risiko für galvanische Korrosion durch entsprechende Planung und konstruktive Gestaltung aber auch minimieren. Die Grundlagen der galvanischen Korrosion und Einflussgrößen vor allem auf die Bimetallkorrosion werden dargestellt und deren praktische Bedeutung anhand von Beispielen verdeutlicht. T2 - 12. Praxistag Korrosionsschutz CY - Bochum, Germany DA - 27.06.2018 KW - Korrosion KW - Bimetallkorrosion KW - Belüftungselement KW - Konzentrationselement KW - Aktiv-Passiv-Element PY - 2018 SN - 2191-9798 VL - 06 SP - 46 EP - 54 PB - Vulkan-Verlag CY - Essen AN - OPUS4-45327 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Müller, Thoralf A1 - Ebell, Gino A1 - Burkert, Andreas T1 - Risiko der Wasserstoffentwicklung an martensitischen Schraubankern unter baupraktischen Bedingungen T1 - Risk of hydrogen evolution on martensitic screw anchors under practical construction conditions N2 - Die vorliegende Untersuchung beschäftigt sich mit der Fragestellung, ob unter praxisrelevanten Bedingungen die Entstehung von Wasserstoff an vollmartensitischen Schraubankern möglich ist. Im Gegensatz zu austenitischen Werkstoffen besteht bei martensitischen Werkstoffen bei Gegenwart von Wasserstoff stets die Möglichkeit einer wasserstoffinduzierten Versprödung des Materials. Hierfür wurde ein in der Praxis häufig anzutreffendes Szenario gewählt, das ein galvanisches Element, bestehend aus nichtrostenden Schraubankern (in diesem Fall martensitischen) und einer verzinkten Ankerplatte an einem Betonkörper, umfasst. Zum Nachweis einer Wasserstoffentwicklung werden der Elementstrom zwischen den Bauteilen sowie das Korrosionspotential erfasst. Die Ergebnisse der Versuche zeigen, dass über eine zeitlich begrenzte Dauer eine starke kathodische Polarisation der martensitischen Schraubanker durch die korrosive Auflösung des Zinks erfolgt. Als Folge kommt es zur Wasserzersetzung im Phasengrenzbereich der Schraubanker und zur Entstehung von atomarem Wasserstoff. Das berechnete Gasvolumen des entstandenen Wasserstoffs an den Stahlankern wurde bestimmt und lag im Mittel bei 11,14 ± 1,94 ml. Eine Diffusion des an der Stahloberfläche adsorbierten Wasserstoffs in den martensitischen Werkstoff ist somit theoretisch möglich und impliziert eine mögliche Gefährdung durch wasserstoffinduzierte Rissbildung und spontanes Versagen unter Belastung. N2 - The present investigation deals with the question of whether the formation of hydrogen is possible on fully martensitic screw anchors under practical conditions. In contrast to austenitic materials, martensitic steels always have the possibility of hydrogen-induced embrittlement of the material in the presence of hydrogen. For this purpose, a scenario was chosen which is frequently encountered in practice and which comprises a galvanic element consisting of stainless screw anchors (in this case martensitic) and a galvanized anchor plate on a concrete body. The element current between the components as well as the corrosion potential are recorded to prove hydrogen development. The results of the tests show that a strong cathodic polarization of the martensitic screw anchors occurs over a limited period due to the corrosive dissolution of the zinc. As a result, water decomposition occurs in the phase boundary area of the screw anchors and atomic hydrogen is formed. The calculated gas volume of the resulting hydrogen at the steel anchors was determined and was 11.14 +/- 1.94 ml on average. Diffusion of the hydrogen adsorbed on the steel surface into the martensitic material is thus theoretically possible and implies a possible risk of hydrogen-induced crack formation and spontaneous failure under load. KW - Martensit KW - Wasserstoff KW - Versprödung KW - Beton KW - Korrosion PY - 2020 DO - https://doi.org/10.1002/bate.202000017 SN - 0932-8351 SN - 1437-0999 VL - 97 SP - 1 EP - 7 PB - Wiley CY - Weinheim AN - OPUS4-50799 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Seifert, Lando A1 - Müller, Thoralf A1 - Bettge, Dirk A1 - Moersch, Jörg A1 - Isecke, Bernd A1 - Ebell, Gino T1 - Stress Corrosion Tests for Prestressing Steels—Part 2: Susceptibility of Quenched and Tempered Wires—Influence of Chromium N2 - Due to the risk of failure in existing prestressed concrete bridges, the assessment of the susceptibility of prestressing steel to hydrogen‐induced stress corrosion cracking will become more important in the future. At present, the used normative ISO 15630‐3 test gives unpersuasive and diverging results using a free corrosion approach for the needed hydrogen charging for stress corrosion cracking initiation. A newly developed test method uses the cathodic polarization to control the supply of electrons for hydrogen charging instead of an uncontrolled and variable supply of electrons by metal dissolution during free corrosion. Experimental data shows a reliable differentiation between highly susceptible known quenched and tempered wires and robust cold‐drawn wires with this new test. A round robin with eight participating testing institutes demonstrated the reproducibility of results testing a cold‐drawn wire batch of St 1470/1670. In contrast to previously reported experience in the literature, the new method ranks the Cr‐alloyed quenched and tempered (“new‐type”) wires as highly‐susceptible as the “old‐type” wires without Cr‐alloy. KW - Cathodic polarization KW - Chemical composition KW - Chromium KW - Prestressing steels KW - Quenched and tempered KW - Stress corrosion cracking KW - Susceptibility KW - Wires PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-639735 DO - https://doi.org/10.1002/maco.70033 SN - 0947-5117 SP - 1 EP - 10 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim AN - OPUS4-63973 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Ebell, Gino A1 - Burkert, Andreas A1 - Fischer, Joachim A1 - Lehmann, Jens A1 - Müller, Thoralf A1 - Meinel, Dietmar A1 - Paetsch, O. T1 - Investigation of chloride-induced pitting corrosion of steel in concrete with innovative methods N2 - The combination of electrochemical and 3D computed tomography (CT) investigations offers the possibility of verifying electrochemical measurements non-destructively. Determining the steel surfaces damaged by pitting corrosion allows developing specimens having damage pattern corresponding to practice. Corrosion phenomena like decoupled pitting corrosion cannot be verified by electrochemical measurements only, but with the combination of those two kinds of investigations it is possible. Another advantage is the minimization of the number of samples. The classical experimental procedure requires the destruction of samples after each damage step.This can be avoided by the use of 3D computed tomography. As long as the corrosion phenomena are completely within the examination zone shown by the 3D computed tomography, the electrochemical measurements can be calculated on an area basis to get the specific corrosion rate or polarization resistance. KW - Corrosion KW - Concrete KW - 3D x-ray KW - Corrosion rate PY - 2016 DO - https://doi.org/10.1002/maco.201608969 SN - 1521-4176 SN - 0947-5117 SN - 0043-2822 VL - 67 IS - 6 SP - 583 EP - 590 PB - Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA CY - Weinheim AN - OPUS4-36341 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Fischer, Joachim A1 - Lehmann, Jens A1 - Müller, Thoralf A1 - Burkert, Andreas T1 - Korrosionsbeständigkeit nichtrostender Stähle an der Atmosphäre N2 - Über das Korrosionsverhalten nichtrostender Stähle bei atmosphärischer Beanspruchung liegen umfangreiche Erfahrungen aus jahrzehntelangen praktischen Anwendungen weltweit vor. Systematische Auslagerungsversuche unter spezifischen Umgebungsbedingungen ergänzen diese Erfahrungen. Die daraus gewonnenen Daten erlauben die beanspruchungsgerechte Werkstoffauswahl. Unter vielen atmosphärischen Bedingungen sind die nichtrostenden Stähle bei freier Bewitterung, auch unter langzeit- oder dauerfeuchten Bedingungen vollständig korrosionsbeständig. Die Auswahl der nichtrostenden Stähle muss den jeweiligen Einsatzbedingungen angepasst werden, um in jedem Fall sicherzustellen, dass der passive Zustand aufrechterhalten bzw. eine erneute Passivierung unter den Einsatzbedingungen möglich ist. Störungen der Passivschichtausbildung führen zu verminderter Korrosionsbeständigkeit mit den für nichtrostende Stähle typischen örtlichen Korrosionserscheinungen. Das Merkblatt gibt Hinweise zur Werkstoffauswahl, zur Oberflächenausführung, zur Konstruktion sowie zu Verarbeitung, Nachbehandlung und Reinigung. KW - Verarbeitung KW - Oberflächenausführung KW - Werkstoffauswahl PY - 2016 SN - 0178-6571 IS - 6 SP - 52 EP - 54 PB - Montan- und Wirtschaftsverlag GmbH CY - Düsseldorf AN - OPUS4-36763 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Babutzka, Martin A1 - Müller, Thoralf A1 - Mietz, Jürgen A1 - Burkert, Andreas T1 - Investigation of the influence of iron‐containing abrasives on the corrosion behaviour of the aluminium alloy AlSi1.2Mg0.4 N2 - The corrosion resistance of aluminium surfaces is closely linked to the surfacecstate after a grinding process. For years, iron‐containing abrasive materials were suspected to lead to increased corrosion susceptibility after processing of aluminium surfaces. To prove a possible correlation between the iron content of an abrasive and the corrosion behaviour of aluminium components, scientific investigations and experimentally practical corrosion tests are necessary. For the current investigation, specimens of a technical Al‐Si alloy from the same batch were used. The test specimens were mechanically ground with various resin‐bonded model abrasives containing different iron contents. The performed corrosion tests did not reveal a negative influence of the different iron‐containing abrasives on the corrosion behaviour of the Al–Si alloy. However, the most sensitive measuring method (electrochemical noise) showed differences in the surface activity depending on the type of abrasive. KW - Aluminium KW - Corrosion KW - Corrosion testing KW - Grinding PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-506762 DO - https://doi.org/10.1002/maco.202011657 SN - 0947-5117 SN - 1521-4176 VL - 71 IS - 10 SP - 1667 EP - 1679 PB - Wiley‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA CY - Weinheim AN - OPUS4-50676 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -