TY - JOUR A1 - Schröder, Jakob A1 - Han, Ying A1 - Fritsch, Tobias A1 - Hejazi, Bardia A1 - Ulbricht, Alexander A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Bruno, Giovanni T1 - X-ray computed tomography quantifies primary phases and reveals crack morphology in high-cycle fatigue of aluminum alloy EN AW-2618A N2 - Since the introduction of high-strength aluminum alloys understanding their fatigue behavior is of high interest for the structural integrity of engineering components, in this context, the alloy EN AW-2618A gains its high strength from both nanometer size precipitates and micrometer size primary phases. The latter phases are often identified as crack initiation sites. In this study, it uses a combination of synchrotron and laboratory-based X-ray computed tomography to image and quantify such primary phases and the fatigue cracks appearing in interrupted tests. Based on the gray-level differences in the synchrotron X-ray computed tomography scans, this study is able to distinguish low- and high-absorbing particles. The dominant (volume fraction >99%) high absorbing primary phase can be quantified in good agreement with results of Thermo-Calc calculations. To image the fatigue crack, laboratory X-ray computed tomography scans are performed at different tensile loads to open the crack. The results show that with an appropriate crack opening tensile load, the fatigue crack morphology can be reliably revealed. Based on these results, the influence of the primary phases on the fatigue crack initiation and propagation are discussed. KW - X-ray computed tomography KW - Fatigue KW - Aluminum KW - Primary phases PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-632724 DO - https://doi.org/10.1002/adem.202500235 SN - 1527-2648 SP - 1 EP - 9 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim AN - OPUS4-63272 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Beygi Narsabadi, Hossein A1 - Vafaeenezhad, H. A1 - Klotz, U.E. A1 - Tiberto, D. A1 - Hosseinabadi, F. A1 - Mishurova, Tatiana A1 - Bruno, Giovanni A1 - Skrotzki, Birgit T1 - XCT-assisted micromechanical modeling of the effect of pores on the plastic deformation and mechanical characteristics of PBF-LB/M-produced copper alloys N2 - Due to the low absorption of fiber laser by copper particles, the laser-based powder bed fusion (PBF-LB/M) processing of copper components is accompanied by the development of different types of porosities within the printed samples. This research aims to assess the consequences of various process-induced pores on the me chanical characteristics and deformation of PBF-LB/M-produced copper alloys. Several copper alloys were processed using metal-coated particles and varied laser intensities, yielding samples with different types and amounts of porosities. For instance, CuCrZr alloys processed at 325 J/mm³ and 257 J/mm³ had 0.009 % and 1.117 % porosities, dominated by keyhole and lack-of-fusion pores, respectively. Moreover, PBF-LB/M pro cessing of Cr- and Nb-coated CuNi3SiCr particles accompanied by the generation of 0.004 % and 1.861 % porosities within the samples, predominantly featuring metallurgical and oxidation pores, respectively. Compression and nanoindentation tests revealed that the CuNi3SiCr alloy exhibited superior mechanical properties compared to the CuCrZr sample (nanoindentation hardness values 2.2 GPa and 1.4 GPa, respectively), while the presence of lack-of-fusion pores notably diminished their mechanical performance. X-ray computed tomography (XCT) reconstruction slices and scanning electron microscopy (SEM) images were then used for developing the representative volume elements (RVEs) based micromechanical models. The micromechanical simulations established a structure-property correlation that can simulate the compressive deformation and mechanical characteristics of PBF-LB/M-produced copper alloys as a function of their incorporated pore characteristics. Due to the closure of the pores at the first stages of deformation, samples with minimal keyhole and metallurgical porosities exhibited homogeneous plastic deformation. On the other side, based on the JohnsonCook model, strain concentration and crack propagation around the lack-of-fusion pores lead to damage initi ation in the printed samples at a strain level of 5 % KW - X-ray Computed tomography KW - Defects KW - Copper alloys KW - PBF-LB/M KW - Micromechanics PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-624004 DO - https://doi.org/10.1016/j.msea.2025.147836 SN - 0921-5093 VL - 924 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-62400 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schilling, Markus T1 - Zugversuchsdaten FAIR integriert: Von der normenkonformen Ontologie bis zu interoperablen Daten im Triple Store N2 - Mit der Digitalisierung von Materialien und Prozessen ist ein Paradigmenwechsel in der Materialentwicklung, -gestaltung und -optimierung verbunden, welcher gleichermaßen vielseitige Möglichkeiten eröffnet und eine große Herausforderung darstellt. Insbesondere sind bei den Digitalisierungsbestrebungen die Qualitätssicherung von Prozessen und Ausgabedaten sowie die Interoperabilität zwischen Anwendungen nach FAIR-Prinzipien (Findability, Accessibility, Interoperability, Reusability) sicherzustellen. Dies umfasst die Speicherung, Verarbeitung und Abfrage von Daten in möglichst standardisierter Form, wobei entsprechend auch Normungs- und Standardisierungsgremien beteiligt werden müssen. Um der Herausforderung gerecht zu werden, Materialdaten für alle Beteiligten konsistent zu kontextualisieren, müssen alle notwendigen Informationen zum Zustand des Materials inklusive produktions- und anwendungsbedingter Veränderungen über eine einheitliche, maschinenlesbare Beschreibung verfügbar gemacht werden. Hierfür sollen Ontologien genutzt werden, da sie maschinenverständliche und -interpretierbare Wissensrepräsentationen durch semantische Konzeptualisierungen ermöglichen, die für das Datenmanagement und die Digitalisierung im Bereich der Materialwissenschaften benötigt werden. Dieses hochaktuelle Thema der Integration und Wiederverwendung von Wissen und Daten aus Herstellung, Bearbeitung und Charakterisierung von Materialien wird in den Projekten Innovationsplattform MaterialDigital (PMD, materialdigital.de) und Materials-open-Lab (Mat-o-Lab, matolab.org) adressiert. Diese beiden unter der Beteiligung der Bundeanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) durchgeführten Projekte wurden auf der 39. Vortrags- und Diskussionstagung „Werkstoffprüfung“ (2021) grundlegend vorgestellt. In dieser Präsentation sollen die Weiterentwicklungen hinsichtlich der Speicherung von Zugversuchsdaten gemäß einer normenkonformen ontologischen Repräsentation vorgestellt werden. Das umfasst den Weg von der Entwicklung einer Ontologie nach Norm, der Konvertierung von Daten aus Standardtests in das interoperable RDF-Format bis hin zur Verknüpfung von Ontologie und Daten. Letztendlich können die entsprechenden Daten in einem Triple Store abgelegt und abgefragt werden. Die übliche Standardisierung von mechanischen Prüfverfahren im Bereich der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik dient als solide Grundlage für die Ontologieentwicklung. Daher wurde der Zugversuch von Metallen bei Raumtemperatur nach DIN EN ISO Norm 6892-1:2019-11 als einer der ersten Anwendungsfälle in den genannten Projekten ausgewählt. Die Betrachtung und Beschreibung des Zugversuchs beinhaltet sowohl dessen ontologische Darstellung als auch eine exemplarische Datengenerierung. Die semantische Verbindung von Ontologie und Daten führt zu Interoperabilität und einer verbesserten Abfragefähigkeit. T2 - Tagung Werkstoffprüfung 2022 CY - Dresden, Germany DA - 27.10.2022 KW - Ontologie KW - Semantisches Web KW - Wissensrepräsentation KW - Digitalisierung KW - Zugversuch PY - 2022 AN - OPUS4-56130 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schilling, Markus A1 - Marschall, Niklas A1 - Bayerlein, Bernd A1 - Chen, Yue A1 - Olbricht, Jürgen A1 - Skrotzki, Birgit A1 - von Hartrott, P. A1 - Portella, Pedro Dolabella A1 - Waitelonis, J. A1 - Birkholz, H. A1 - Grundmann, J. ED - Zimmermann, M. T1 - Zugversuchsdaten FAIR integriert: Von einer normenkonformen Ontologie bis zu interoperablen Daten im Triple Store N2 - Das hochaktuelle Thema der Integration und Wiederverwendung von Wissen und Daten aus Herstellung, Bearbeitung und Charakterisierung von Materialien ('Digitalisierung von Materialien') wird in den Projekten Innovationsplattform MaterialDigital (PMD, materialdigital.de) und Materials-open-Lab (Mat-o-Lab, matolab.org) adressiert. In diesem Beitrag werden die Weiterentwicklungen in diesen Projekten hinsichtlich der Speicherung von Zugversuchsdaten gemäß einer normenkonformen (DIN EN ISO 6892-1:2019-11) ontologischen Repräsentation vorgestellt. Das umfasst den Weg von der Entwicklung einer Ontologie nach Norm, der Konvertierung von Daten aus Standardtests in das interoperable RDF-Format bis hin zur Verknüpfung von Ontologie und Daten. Letztendlich können die entsprechenden Daten in einem Triple Store abgelegt und abgefragt werden. T2 - Werkstoffprüfung 2022 CY - Dresden, Germany DA - 27.10.2022 KW - Ontology KW - Semantic Web KW - Digitalization KW - Knowledge Representation KW - Tensile Test PY - 2022 UR - https://dgm.de/fileadmin/DGM/Veranstaltungen/2022/Werkstoffpruefung/Tagungsband/WP2022-Tagungsband-online.pdf SN - 978-3-88355-430-3 SP - 105 EP - 110 PB - DGM - Deutsche Gesellschaft für Materialkunde e.V CY - Sankt Augustin AN - OPUS4-56836 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -