TY - CONF A1 - Manzoni, Anna Maria A1 - Mohring, W. A1 - Hesse, René A1 - Agudo Jácome, Leonardo A1 - Stephan-Scherb, C. T1 - Early Material Damage in Equimolar CrMnFeCoNi in Mixed Oxidizing/Sulfiding Hot Gas Atmosphere N2 - The challenges to use more varied fuels at medium and high temperatures above 500 °C need to be addressed by tuning the materials towards a better resistance against increased corrosion. As a first step the corrosion processes need to be better understood, especially in the case of the unavoidable and highly corrosive sulfur-based gases. In this work oxidation/sulfidation of an equimolar CrMnFeCoNi high entropy alloy is studied at an early stage after hot gas exposure at 600 °C for 6 h in 0.5% SO2 and 99.5% Ar. The oxidation process is studied by means of x-ray diffraction, scanning and transmission electron microscopy and supported by thermodynamic calculations. It is found that the sulfur does not enter the bulk material but interacts mainly with the fast-diffusing manganese at grain boundary triple junctions at the alloy surface. Sub-micrometer scaled Cr-S-O rich phases close to the grain boundaries complete the sulfur-based phase formation. The grains are covered in different Fe, Mn and Cr based spinels and other oxides. T2 - Priority Programme (Schwerpunktprogramm) Compositionally Complex Alloys - High Entropy Alloys (SPP CCA - HEA) CY - Bayreuth, Germany DA - 12.07.2022 KW - High entropy alloy KW - Corrosion KW - Sulfiding KW - Cantor alloy KW - Transmission electron microscopy PY - 2022 AN - OPUS4-55395 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Manzoni, Anna Maria A1 - Mohring, W. A1 - Hesse, René A1 - Agudo Jácome, Leonardo A1 - Stephan-Scherb, C. T1 - Early Material Damage in Equimolar CrMnFeCoNi in Mixed Oxidizing/Sulfiding Hot Gas Atmosphere N2 - The use of more and more varied fuels implies an increased list of criteria that need to be addressed when choosing a material for a combustion chamber and its supply pipes. The materials must be very resistant against corrosion, especially when the process takes place at temperatures above 500°C. In this work the influence of SO2 on the surface of the “Cantor alloy” is investigated. T2 - HEA-Symposium "Potential for industrial applications" CY - Dresden, Germany DA - 12.05.2022 KW - High entropy alloy KW - Corrosion KW - Sulfiding KW - Transmission electron microscopy PY - 2022 AN - OPUS4-55397 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bäßler, Ralph A1 - Yevtushenko, Oleksandra A1 - Le, Quynh Hoa A1 - Bettge, Dirk T1 - Corrosion Effects on Materials Considered for CC(U)S Applications N2 - Commercially available carbon steels are suitable for compression and pipelines as long as moisture content and impurities are limited. (water 50 to 100 ppmv, SO2 and NO2 ca. 100 ppmv) Corrosion rates increase with increasing water content. (0.2 – 20 mm/a) Condensation of acids and therefore droplet formation is always possible, even at low water contents. A low SO2 content within the CO2-stream might be more important than a low water content. Cr13-steels showed a general susceptibility to shallow pitting and pitting. So, they seem to be not suitable for CCUS applications. Low alloyed steels showed better corrosion behavior (predictable uniform corrosion). For direct contact with saline aquifer fluids only high alloyed steels shall be used. T2 - EFC Webinar CY - Online Meeting (Chongqing, China) DA - 18.05.2022 KW - Corrosion KW - CO2 quality KW - CO2 KW - CCS KW - CCU KW - Pipeline PY - 2022 AN - OPUS4-54854 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bäßler, Ralph A1 - Le, Quynh Hoa A1 - Bettge, Dirk T1 - Electrochemical behaviors of casing steel/mortar interface in CO2 saturated aquifer fluid N2 - To reveal the corrosion resistance of casing steel/mortar interface in CO2 injection condition, sandwich samples were prepared and exposed up to 20 weeks in aquifer fluid under 10 MPa and 60 °C. Cross section analysis revealed the crevice corrosion as main mechanism instead of pitting corrosion despite very high concentration of Cl in NGB. EDS element line scan analysis of the 20-week-exposed metal/mortar coupon showed Chloride distribution, which still not reached the metal/mortar interface, explaining no pitting was observed. It was confirmed that FeCO3 cannot protect the steel surface in CO2 saturated NGB. To verify the protective possibility of passivation happened on casing steel/mortar interface, simulated pore solution was synthesized and used to passivate the steel for 42 days. OCP and EIS confirmed the formation of passive layer. The 42 day passivated layer was broken during the first minute of exposure in CO2 saturated NGB. However, due to high concentration of Ca2+, a new carbonate CaCO3 dense layer was formed, increased the corrosion resistance of steel surface. T2 - EUROCORR 2022 CY - Berlin, Germany DA - 28.08.2022 KW - Corrosion KW - Geothermal KW - CO2 KW - Mortar PY - 2022 AN - OPUS4-55621 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Werner, Tiago A1 - Madia, Mauro A1 - Agudo Jácome, Leonardo A1 - Nolze, Gert A1 - Cios, G. A1 - Saliwan Neumann, Romeo A1 - Sonnenburg, Elke A1 - Hesse, René T1 - Ermüdung von additiv gefertigtem Stahl AISI 316L: Zyklische plastische Verformung N2 - Das zyklische plastische Verformungsverhalten von additiv gefertigtem Edelstahl AISI 316L wurde in dehnungsgeregelten Kurzzeitfestigkeitsversuchen (LCF-Versuchen) untersucht. Dabei wurden zwei Wärmebehandlungszustände betrachtet: Beim ersten Zustand war die fertigungsbedingte zelluläre Struktur vorhanden, während sie durch die zweite Wärmebehandlung aufgelöst wurde. Untersuchungen im Transmissions-Elektronen-Mikroskop (TEM) zeigten, dass die zyklische Verformung die Zellstruktur lokal zerstörte und Gleitbänder entstanden, was die Entfestigung in diesem Fall erklärt. Für Material ohne Zellstrukturen resultierten nach zyklischer Verformung ähnliche Versetzungsstrukturen wie in konventionell gefertigtem (warmgewalzten) Material. T2 - OVGU-Kolloquium (BMDK des IWF) CY - Magdeburg, Germany DA - 23.06.2022 KW - Additive Fertigung KW - Kurzzeitfestigkeit KW - Mikrostrukturentwicklung KW - Versetzungsstrukturen KW - TEM PY - 2022 AN - OPUS4-56789 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bettge, Dirk A1 - Klinger, Christian A1 - Roth, Jonas T1 - Schadensanalyse an Fahrradkomponenten - Fraktographie, Ursachen, Prävention N2 - Komponenten von Fahrrädern werden im Betrieb vorwiegend schwingend beansprucht. Typische Werkstoffe sind Stahl, Aluminiumlegierungen, Messing, CFK und thermoplastische Kunststoffe. Da es sich, unabhängig von der Preiskategorie, um konstruktiven Leichtbau handelt, werden einige Bauteile betriebsfest mehr oder weniger weit oberhalb der Dauerfestigkeit ausgelegt. Die im normalen Betrieb auftretenden Schäden sind daher weit überwiegend Schwingbrüche. Andere Schadensmechanismen wie z.B. Korrosion spielen quantitativ eine untergeordnete Rolle. Schwingbrüche treten nach einer Periode unbemerkten Risswachstums oft ohne Vorwarnung und ohne makroskopische Verformung auf. Im Falle von sicherheitsrelevanten Komponenten wie Rahmen, Gabeln, Lenkern, Sattelstützen, Kurbelarmen oder Pedalen kann dies zu erheblichen Personenschäden führen, die den Wert des ursächlichen Bauteilschadens weit überschreiten. Über einen langjährigen Zeitraum wurden gebrochene Komponenten aus dem Alltag und aus Gerichtsverfahren analysiert. Das Hauptaugenmerk lag hierbei auf der fraktographischen Analyse, teilweise wurden die zu Grunde liegenden Schadensursachen ermittelt. Einflussfaktoren sind beispielsweise konstruktive Kerben an ungünstigen Stellen, aber auch Werkstoffwahl und Fertigungsqualität spielen eine Rolle. In den meisten Fällen wurde jedoch die konstruktive Lebensdauer überschritten. Diese wird praktisch nie mitgeteilt, und eine wiederkehrende Prüfung sicherheitsrelevanter Bauteile findet nicht statt. Im Sinne der Vermeidung von Schäden und Unfällen könnte darauf hingewirkt werden, für sicherheitsrelevante Komponenten Lebensdauern besser abzuschätzen und von der Laufleistung abhängige Sichtprüfungen zu empfehlen. T2 - DGM Tagung Werkstoffprüfung CY - Dresden, Germany DA - 26.10.2022 KW - Fraktographie KW - Fahrrad KW - Lebensdauer KW - Öffentliche Sicherheit KW - Schadensanalyse KW - Schadensprävention PY - 2022 AN - OPUS4-56122 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Heuser, Lina A1 - Agudo Jácome, Leonardo A1 - Pauli, Jutta A1 - Nofz, Marianne A1 - Müller, Ralf T1 - Silver in low-melting alkali zinc borate glasses N2 - Ein aktuelles Forschungsziel ist die Substitution von Bleioxid in niedrig schmelzenden Gläsern z.B. zur Anwendung in Silber-Metallisationspasten. Im Fokus steht hier die Untersuchung der Silberdiffusion in Alkali-Zink-Boratgläsern (X2O-ZnO-B2O3, X = Li, Na, K, Rb). Zudem wird der Redoxzustand des Silbers (Ag) und somit die Art der diffundierenden Silberspezies bestimmt. Hierzu wurde eine metallische Silberschicht mittels Sputterns auf Glaswürfel aufgebracht. Die Wärmebehandlung erfolgte nahe der Glasübergangstemperatur bei 470 °C über 2 h unter Luft und Stickstoffatmosphäre. Die Schichtdicke der Silberbeschichtung betrug 1.8 µm nach der Wärmebehandlung, gemessen mittels Weißlicht-Interferometer. Die Silberdiffusionsprofile wurden mittels Sekundär-Neutral-Teilchen-Massenspektrometrie gemessen. Die Diffusionskoeffizienten des Silbers liegen in der Größenordnung von ~10-14 cm2/s und unterscheiden sich nur gering in Abhängigkeit des Alkali-Ions im Glas. Mittels Fluoreszenz-Spektroskopie ließen sich gelöste Ag+-Ionen und [Agm]n+-Cluster nach der Wärmebehandlung unterscheiden. Zusätzlich konnten ausgeschiedene metallische Silber-Partikel im Natrium-enthaltenden Glas mittels Transmissionselektronenmikroskopie beobachtet werden. Diese haben einen mittleren Durchmesser von ~6 nm. N2 - Substitution of lead oxide in low-melting glasses, e.g., for application in silver metallization pastes, is a current research goal. This work is focused on the investigation of silver diffusion in alkali zinc borate glasses (X2O-ZnO-B2O3, X = Li, Na, K, Rb). In addition, the redox state of silver (Ag) and thus the type of diffusing silver species were studied. For this purpose, a metallic silver coating was applied on glass cubes by means of sputtering. Heat treatment of the samples was performed close to the glass transition temperatures at 470 °C for 2 h under air and nitrogen atmosphere. Coating thickness was 1.8 µm after heat treatment, measured by a white light interferometer. Silver diffusion profiles were measured by means of secondary neutral mass spectrometry. The silver diffusion coefficients are in the range of ~10-14 cm2/s and indicate no significant differences depending on the type of alkali ions in the glass. Dissolved Ag+-ions and [Agm]n+-clusters in the glasses were differentiated using fluorescence spectroscopy. Precipitated metallic silver particles in the sodium containing glass were observed by means of transmission electron microcopy. Their mean particle diameter was ~6 nm. T2 - Living Glass Surfaces XI - Year of Glass CY - Ilmenau, Germany DA - 14.09.2022 KW - Alkali zinc borate glasses KW - Silver diffusion KW - Transmission electron microscopy KW - Fluorescence spectroscopy KW - Silver cluster PY - 2022 AN - OPUS4-55736 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Evans, Alexander A1 - Sprengel, Maximilian A1 - Ulbricht, Alexander A1 - Kromm, Arne A1 - Werner, Tiago A1 - Sommer, Konstantin A1 - Kelleher, Joe A1 - Mishurova, Tatiana A1 - Serrano Munoz, Itziar A1 - Fritsch, Tobias A1 - Schröder, Jakob A1 - Kannengießer, Thomas A1 - Bruno, Giovanni T1 - Manufacturing a safer world: Diffraction based residual stress analysis for metal additive manufacturing N2 - Metal Additive Manufacturing (AM) technologies such as Laser Powder Bed Fusion (LPBF) are characterized by layer wise construction, which enable advancements of component design, with associated potential gains in performance and efficiency. However, high magnitude residual stresses (RS) are often a product of the rapid thermal cycles typical of the layerwise process. Therefore, a deep understanding of the formation of RS, the influence of process parameters on their magnitude and the impact on mechanical performance is crucial for widespread application. The experimental characterisation of these RS is essential for safety related engineering application and supports the development of reliable numerical models. Diffraction-based methods for RS analysis using neutrons and high energy X-rays enable non-destructive spatially resolved characterisation of both surface and bulk residual stresses in complex components. This presentation will provide an overview of recent research by the BAM at large scale facilities for the characterization of residual stresses in LPBF metallic alloys as a function of process parameters. In addition, the challenges posed by the textured and hierarchical microstructures of LPBF materials on diffraction-based RS analysis in AM materials will be discussed. This will include the question of the d0 reference lattice spacing and the appropriate choice of the diffraction elastic constants (DECs) to calculate the level of RS in LPBF manufactured alloys. T2 - 11th INternational Conference on Residual Stress (ICRS11) CY - Online meeting DA - 28.03.2021 KW - Residual stress analysis KW - Neutron diffraction KW - X-ray diffraction KW - Additive manufacturing KW - Laser powder bed fusion KW - AGIL PY - 2022 AN - OPUS4-54676 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weinel, Kristina A1 - Gonzalez-Martinez, I. A1 - Agudo Jacome, Leonardo T1 - Damage induced by electric field of microparticles in the electron microscope N2 - Damage induced by electric field (DIEF) that happens in the transmission electron microscope (TEM) when converging the electron beam (e-beam) on microparticles (MPs) can be used to synthesis new nanomaterial and nanomaterial compositions. The research questions are to clarify the limits and possibilities of the method regarding materials that can be produced, systems to which it is applicable and working beam parameters. Synthesis of nano-objects from microparticles using DIEF in TEM could be shown for different materials. Additionally, DIEF using the e-beam in a scanning electron microscope (SEM) can also be used to synthesis nano-objects. A deeper material analysis of this nano-objects was done using TEM and shows that the material of the nanoparticles (NPs) can be gold or/and silicon. Furthermore, the size of the NPs depends on the distance to the center of DIEF whereby the larger NPs are closer to the center. The areas of gold NPs are promising candidates for plasmonic or photonic devices for energy storage or transport. T2 - PhD-Day 2022 CY - Berlin, Germany DA - 06.09.2022 KW - Electron microscopy KW - Electron beam induced modification KW - Gold nanoparticles PY - 2022 AN - OPUS4-58264 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Manzoni, Anna Maria A1 - Yesilcicek, Yasemin A1 - Haas, S. A1 - Glatzel, U. T1 - Über das Zusammenspiel von Gitterfehlpassung, Kriecheigenschaften und γ'-Würfelform in Hf-W-modifizierten Al10Co25Cr8Fe15Ni36Ti6—Legierungen N2 - Spurenelemente spielen eine wichtige Rolle bei der Verfeinerung der Eigenschaften von komplexen Materialien. Diese Arbeit zeigt die Korrelation zwischen der Mikrostruktur, der Gitterfehlpassung und den Kriecheigenschaften. Die Legierung Al10Co25Cr8Fe15Ni36Ti6 (in at. %) mit komplexer Zusammensetzung wurde mit den Elementen Hf und W verstärkt. Die Zugabe von Hf bewirkt eine eckigere Form der würfelförmigen gamma'-Ausscheidungen und einen erhöhten Anteil der Heusler-Phase. Die Zugabe von W wiederum formt die Würfelchen rundlicher und löst die Heusler-Phase auf. Eine Mischung der beiden Spurenelemente zeigt einen Übergang zwischen den beiden Extremen, sowohl in Hinsicht auf die Form der Ausscheidungen als auch in Bezug auf die Gitterfehlpassung und die Kriecheigenschaften. T2 - 11. Metals and Alloys Seminar CY - Cala Santanyi, Spain DA - 20.06.2022 KW - Hochentropie-Legierung KW - Kriechversuche KW - Gitterfehlpassung KW - Transmissionselektronenmikroskopie PY - 2022 AN - OPUS4-55396 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -