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 - Bäßler, Ralph A1 - Aristia, Gabriela A1 - Le, Quynh Hoa T1 - Study of Polyaniline/Silicon Dioxide based Coating on Carbon Steel in Artificial Geothermal Brine N2 - By using the available resources in Indonesia, such as silicon dioxide and marine coating base, the PANI/SiO2 modified alkyd coating was able to protect carbon steel in a deaerated artificial geothermal water. The screening of coatings shows that the modification by adding individual pigment was not sufficient to protect carbon steel even during a short-term exposure, indicated by the discoloration after only seven days of exposure. Electrochemical tests indicated that there was no significant change in the Ecorr between the coated and uncoated carbon steel at room temperature. At 150 °C, the coated carbon steel has a lower potential than that of carbon steel, indicating that the coating is protecting carbon steel cathodically or slowing down the corrosion reaction. Finally, a long-term exposure test confirmed that the PANI/SiO2 modified coating successfully protects the carbon steel in the Sibayak artificial geothermal water up to 150 °C for 6 months. T2 - World Geothermal Congress CY - Online meeting DA - 15.06.2021 KW - Coatings KW - Corrosion KW - Polyaniline KW - Sibayak KW - SiO2 KW - Geothermal PY - 2021 AN - OPUS4-52831 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 - Yevtushenko, Oleksandra A1 - Le, Quynh Hoa A1 - Bettge, Dirk T1 - Suitability of Metallic Materials in 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 - EUROCORR 2021 CY - Budapest, Hungary DA - 20.09.2021 KW - Carbon capture storage KW - Corrosion KW - Steel KW - CCS KW - CCU KW - CO2 PY - 2021 AN - OPUS4-53461 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bäßler, Ralph A1 - Le, Quynh Hoa A1 - Yevtushenko, Oleksandra A1 - Bettge, Dirk T1 - Corrosion Aspects for Materials to be Used in CC(U)S Applications N2 - This contribution provides current findings regarding materials susceptibility for carbon capture, utilization and storage (CCUS) applications. Basing on results gathered in 2 German long-term projects (COORAL and CLUSTER) suitable materials are introduced as well as dominating impurities of the CO2-stream and corrosion mechanisms. Investigations cover the whole CCUS process chain and provide material recommendations for certain parts. T2 - 1st International Conference on Corrosion Protection and Application CY - Chongqing, China DA - 09.09.2019 KW - Carbon KW - Capture KW - Storage KW - Utilization KW - CCS KW - CCU KW - CO2 KW - Corrosion PY - 2019 AN - OPUS4-49302 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 - Schmies, Lennart A1 - Sonntag, U. A1 - Bettge, Dirk A1 - Le, Quynh-Hoa A1 - Yarysh, Anna A1 - Botsch, B. T1 - Quantitative Fraktographie unter Verwendung klassischer Verfahren, Topographie-Daten und Deep-Learning N2 - Die Analyse von Bruchflächen wird in der Schadensanalyse meist auf der Basis von Erfahrungswissen vorgenommen, welches aus vorliegenden Untersuchungen, eigenen Vergleichsversuchen und aus der Literatur stammt. Durch Vergleiche mit bereits vorliegenden Bildern werden qualitativ Bruchmechanismen ermittelt. Grundlage sind zumeist zweidimensionale Bilder aus licht- und elektronenoptischen Verfahren. Quantitative Aussagen beziehen sich bislang beispielsweise auf makroskopische Anteile von Bruchmechanismen oder die Ausmessung von Schwingstreifen. In jüngerer Zeit gibt es vermehrt Ansätze, Computer-Algorithmen einzusetzen, die in der Lage sind, unterschiedlich strukturierte Bruchmerkmale zu finden und zu klassifizieren. Im hier vorgestellten IGF-Vorhaben „iFrakto“, IGF Vorhaben Nr.: 21477 N, werden licht- und elektronen-optisch Topographie-Bilder erzeugt und die gewonnenen 3D-Informationen zusammen mit den klassischen 2D-Bildern ausgewertet. Analytische Algorithmen und Machine Learning werden eingesetzt, um Bruchmerkmale zu analysieren, zu bewerten und mit Informationen aus einer fraktographischen Datenbank zu verknüpfen. Ziel ist die Bereitstellung von Software zur Unterstützung der Fraktographie in der Schadensanalyse. In diesem Beitrag werden erste Ergebnisse des Vorhabens vorgestellt. T2 - 55. Metallographie-Tagung CY - Online meeting DA - 29.9.2021 KW - Fraktographie KW - Machine Learning KW - Datenbank KW - REM KW - Topographie PY - 2021 AN - OPUS4-53491 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 -