TY - JOUR A1 - Konert, Florian A1 - Wieder, Frank A1 - Nietzke, Jonathan A1 - Meinel, Dietmar A1 - Böllinghaus, Thomas A1 - Sobol, Oded T1 - Evaluation of the impact of gaseous hydrogen on pipeline steels utilizing hollow specimen technique and μCT N2 - The high potential of hydrogen as a key factor on the pathway towards a climate neutral economy, leads to rising demand in technical applications, where gaseous hydrogen is used. For several metals, hydrogen-metal interactions could cause a degradation of the material properties. This is especially valid for low carbon and highstrength structural steels, as they are commonly used in natural gas pipelines and analyzed in this work. This work provides an insight to the impact of hydrogen on the mechanical properties of an API 5L X65 pipeline steel tested in 60 bar gaseous hydrogen atmosphere. The analyses were performed using the hollow specimen technique with slow strain rate testing (SSRT). The nature of the crack was visualized thereafter utilizing μCT imaging of the sample pressurized with gaseous hydrogen in comparison to one tested in an inert atmosphere. The combination of the results from non-conventional mechanical testing procedures and nondestructive imaging techniques has shown unambiguously how the exposure to hydrogen under realistic service pressure influences the mechanical properties of the material and the appearance of failure. KW - Energy Engineering and Power Technology KW - Condensed Matter Physics KW - Fuel Technology KW - Renewable Energy, Sustainability and the Environment KW - µCT KW - Hollow Specimen Technique KW - Hydrogen Embrittlement PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-595077 DO - https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2024.02.005 SN - 0360-3199 VL - 59 SP - 874 EP - 879 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-59507 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Böllinghaus, Thomas A1 - Cross, Carl T1 - Obituary: Prof. Dr.-Ing. Hans Hoffmeister N2 - On November 3, 2023, our dear colleague, Prof. Dr.-Ing. Hans Hoffmeister, born in 1932 in Kassel, Germany, passed away in Ahrensburg, near Hamburg, Germany. KW - Metals and Alloys KW - Mechanical Engineering KW - Mechanics of Materials PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-594160 DO - https://doi.org/10.1007/s40194-023-01675-4 SP - 1 EP - 2 PB - Springer Science and Business Media LLC AN - OPUS4-59416 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Steiner, S. A1 - Heldt, J. A1 - Sobol, Oded A1 - Unger, Wolfgang A1 - Frömeling, T. T1 - Influence of oxygen vacancies on core-shell formation in solid solutions of (Na,Bi)TiO3 and SrTiO3 N2 - Solid solutions of (Na,Bi)TiO3 (NBT) and SrTiO3 (ST) are materials of interest for high-strain or high-energy density capacitor applications. Often, they exhibit chemical heterogeneity and develop core-shell structures during regular solid-state synthesis with an NBT-rich core. In this case, the NBT forms first so that the strontium needs to diffuse into the material to reach chemical homogeneity. Depending on the presence of core-shell structures, the electrical properties can vary drastically. In this work, we rationalize the effect of variations in oxygen vacancy concentration by Fe-acceptor and Nb-donor doping. It can be shown that a diffusion couple of strontium and oxygen is responsible for chemical homogenization and that the oxygen vacancy content can control the formation of a core-shell structure. KW - Lead-free ceramics KW - Bismuth titanates KW - Core-shell structures KW - Diffusion/diffusivity KW - Ferroelectricity/ferroelectric materials PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-525988 DO - https://doi.org/10.1111/jace.17845 SP - 1 EP - 10 PB - Wiley Periodicals LLC, John Wiley & Sons, Inc. AN - OPUS4-52598 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baer, Wolfram A1 - Breidung, Marc A1 - Wossidlo, Peter A1 - Wahl, Ken A1 - Gerwien, Peter A1 - Zerbst, Uwe A1 - Madia, Mauro A1 - Küppers, M. ED - Zimmermann, Martina T1 - Gezielte Werkstoffprüfung zur fail-safe-Bauteilauslegung am Beispiel eines Achsschenkels N2 - Bei der Auslegung von Achsschenkeln für Nutzfahrzeuge wird für den Überlastfall ein fail-safe-Kriterium (kontrolliertes Versagen) als Basisphilosophie angesetzt. Gefordert wird, dass sich der Achsschenkel auch unter Akzeptanz begrenzten Risswachstums hinreichend elastisch-plastisch verformen kann, ohne dass es zum Bruch kommt. Der Fahrer soll anschließend anhand der bleibenden Verformungen bemerken können, dass mit seinem Fahrzeug etwas nicht in Ordnung ist. Eine Voraussetzung für dieses Bauteilverhalten ist eine hinreichende Bruchzähigkeit des Werkstoffs. Diese, wie auch die Rissspitzenbeanspruchung, müssen ermittelt werden, um den bruchmechanischen Sicherheitsnachweis führen zu können. Zur Ermittlung der mechanisch-technologischen und bruchmechanischen Werkstoffeigenschaften wurde ein Prüfkonzept entwickelt, bei dem die Proben an der potenziell kritischen Stelle direkt aus den geschmiedeten Achsschenkeln entnommen werden. Die experimentelle Werkstoffcharakterisierung bildet dann die Beanspruchungsbedingungen beim Überlastereignis ab. Im Rahmen der Produktion stehen jedoch nur Kerbschlagarbeitswerte zur Verfügung und aufwändige bruchmechanische Versuche sollen vermieden werden. Deshalb wurde eine Korrelation zur Abschätzung der vorhandenen Bruchzähigkeit aus der Kerbschlagarbeit herangezogen. Es ergibt sich eine Ergebnismatrix, die die Einflussgrößen Versagenswahrscheinlichkeit, Temperatur und Bruchzähigkeit verknüpft. Abschließend wird ein erster Vergleich der abgeschätzten mit den experimentell ermittelten Bruchzähigkeitswerten gezogen. Dieser weist aus, dass die abgeschätzten Werte geringfügig konservativ sind. T2 - 40. Vortrags- und Diskussionstagung Werkstoffprüfung 2022 CY - Dresden, Germany DA - 27.10.2022 KW - Kerbschlagarbeit KW - Achsschenkel KW - Fail-safe KW - Bruchmechanische Auslegung KW - Korrelation PY - 2022 SP - 1 EP - 6 PB - DGM - Deutsche Gesellschaft für Materialkunde e.V. CY - Sankt Augustin AN - OPUS4-56152 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baer, Wolfram A1 - Wossidlo, Peter ED - Zimmermann, M. T1 - Zur Frage der Verwendung von Untermaßprobenergebnissen des Kerbschlagbiegeversuchs - Eine ernüchternde Bilanz N2 - Der Kerbschlagbiegeversuch ist seit der ersten Hälfte des letzten Jahrhunderts standardisiert und seit langem als Prüfverfahren international genormt. Weltweit sind zu garantierende Werte der Kerbschlagenergie (KV) und Übergangstemperaturen (TÜ) in Produktnormen und Regelwerken festgelegt. Unter bestimmten Bedingungen besteht dabei die Option, statt Normalproben Untermaßproben zu prüfen. Im Rahmen einer Untersuchung der BAM wurde der aktuelle Status von Prüf- und Produktnormen sowie Regelwerken zur Bewertung der Bauteilintegrität hinsichtlich ihres Umgangs mit Untermaßprobenergebnissen erfasst. Zur Schaffung einer geeigneten aktuellen Datenbasis wurden an ISO-V-Proben der Dicken 2,5, 5,0, 7,5 und 10,0 mm aus vier aktuellen Baustählen KV2-T-Kurven ermittelt. Es wurden unterschiedliche Vorgehensweisen zur Kurvenanpassung und Festlegung von Übergangstemperaturen praktiziert. Ferner kamen verfügbare Ansätze zur Skalierung von Untermaßprobenergebnissen auf die Werte von Normalproben zur Anwendung. Das Ausmaß des Probendickeneffektes ist werkstoff- und temperaturabhängig. Im Bereich der Werkstoffprüfung ist akzeptiert, dass die Ergebnisse von Normal- und Untermaß-proben nicht ohne Weiteres ineinander überführt werden können. Der Stand der Produktnormung und der Regelwerke ist jedoch im besten Falle als unzureichend, vielfach jedoch schlicht als falsch zu bezeichnen. In einem weiten anwendungsrelevanten Temperaturbereich werden hier sogar deutlich nicht-konservative Skalierungsergebnisse geliefert. Die betroffenen Produkt-normenreihen und Regelwerke müssen überarbeitet werden. T2 - 40. Vortrags- und Diskussionstagung Werkstoffprüfung 2022: Werkstoffe und Bauteile auf dem Prüfstand, Prüftechnik – Kennwertermittlung – Schadensvermeidung CY - Dresden, Germany DA - 27.10.2022 KW - Kerbschlagbiegeversuch, Untermaßproben, Normalproben, Skalierung von Ergebnissen PY - 2022 SP - 1 EP - 6 PB - Deutsche Gesellschaft für Materialkunde (DGM) CY - Sankt Augustin AN - OPUS4-56155 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baer, Wolfram T1 - Zur Frage der Verwendung von Untermaßprobenergebnissen des Kerbschlagbiegeversuchs – eine ernüchternde Bilanz N2 - Der Kerbschlagbiegeversuch ist seit der ersten Hälfte des letzten Jahrhunderts standardisiert und seit langem als Prüfverfahren international genormt. Weltweit sind zu garantierende Werte der Kerbschlagenergie (KV) und Übergangstemperaturen (TÜ) in Produktnormen und Regelwerken festgelegt. Unter bestimmten Bedingungen besteht dabei die Option, statt Normalproben Untermaßproben zu prüfen. Im Rahmen einer Untersuchung der BAM wurde der aktuelle Status von Prüf- und Produktnormen sowie Regelwerken zur Bewertung der Bauteilintegrität hinsichtlich ihres Umgangs mit Untermaßprobenergebnissen erfasst. Zur Schaffung einer geeigneten aktuellen Datenbasis wurden an ISO-V-Proben der Dicken 2,5, 5,0, 7,5 und 10,0 mm aus vier aktuellen Baustählen KV2-T-Kurven ermittelt. Es wurden unterschiedliche Vorgehensweisen zur Kurvenanpassung und Festlegung von Übergangstemperaturen praktiziert. Ferner kamen verfügbare Ansätze zur Skalierung von Untermaßprobenergebnissen auf die Werte von Normalproben zur Anwendung. Das Ausmaß des Probendickeneffektes ist werkstoff- und temperaturabhängig. Im Bereich der Werkstoffprüfung ist akzeptiert, dass die Ergebnisse von Normal- und Untermaß-proben nicht ohne Weiteres ineinander überführt werden können. Der Stand der Produktnormung und der Regelwerke ist jedoch im besten Falle als unzureichend, vielfach jedoch schlicht als falsch zu bezeichnen. In einem weiten anwendungsrelevanten Temperaturbereich werden hier sogar deutlich nicht-konservative Skalierungsergebnisse geliefert. Die betroffenen Produkt-normenreihen und Regelwerke müssen überarbeitet werden. T2 - 40. Vortrags- und Diskussionstagung Werkstoffprüfung 2022 CY - Dresden, Germany DA - 27.10.2022 KW - Skalierung von Ergebnissen KW - Kerbschlagbiegeversuch KW - Untermaßproben KW - Normalproben PY - 2022 AN - OPUS4-56156 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Koerdt, Andrea T1 - The impact and potential of halophilic microorganisms on alternative fuels N2 - As more industrial interests focusing on using salt caverns and repurposed gas or petroleum reservoirs for alternative fuel storage, i.e. CO2/H2, the question raises whether microorganisms may impact the infrastructure, gas purity and storage condition over time. Environments with high salinity (> 1.5 Meq of NaCl) are resided by halophiles (salt-loving microorganisms). To compensate for the intensive osmotic stress, they have resorted to two main adaptation strategies: 1) production of compatible solutes and 2) accumulation of intracellular KCl. Microbial community analysis of several high salinity environments revealed a number of recurring genera, including Halomonas and Halanaerobium. However, the impact of halophiles on the overall integrity and stability of the storage facilities remain largely unknown. To evaluate the suitability and stability of saline storage facilities, several model halophilic microorganisms, such as members of Halomonas, will be selected as testing subjects. First, the impact of halophiles on the infrastructure will be determined using an integrative approach by combining a number of techniques, including electrochemistry, TOF-SIMS, SEM/FIB/EDS and FIB-TEM. Second, the abilities of halophiles to alter the fuel composition (i.e. increase/decrease the fractions of H2) will be monitored using gas chromatography by growing them under high pressure. As a result of climate change and the accompanying mandatory shift to renewable energy resources, microorganisms will continue to play an important role in the energy sector, both to their benefit and detriment. Thus, it is important to achieve a certain level of understanding regarding the activities and mechanisms of halophiles prior to large-scaled excursions. T2 - ISMOS-8 CY - Online meeting DA - 07.06.2021 KW - Microbiologically influenced corrosion KW - Hydrogen KW - Gas storage KW - Contamination PY - 2021 AN - OPUS4-52891 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Nietzke, Jonathan T1 - Stainless Steels and Hydrogen Applications N2 - The contribution was presented at the Stainless Steel World Conference 2022. The presentation shows the influence of hydrogen on the mechanical properties of steel. Some test methods are shown and selected results are presented. T2 - Stainless Steel World Conference 2022 CY - Maastricht, Netherlands DA - 27.09.2022 KW - Gaseous hydrogen KW - Hydrogen Embrittlement KW - Hydrogen assisted cracking KW - SSRT PY - 2022 AN - OPUS4-55913 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Sobol, Oded T1 - Challenges with metallic materials in hydrogen technologies N2 - The contribution was presented in the Joint European Summer School in Athens as part of several contributions from BAM in the field of hydrogen safety. These presentations are given in order to provide an overview about the activities of BAM as part of the competence center H2Safety@BAM T2 - JOINT EUROPEAN SUMMER SCHOOL (JESS) CY - Athens, Greece DA - 12.09.2022 KW - Gaseous hydrogen KW - Hydrogen Embrittlement KW - Hydrogen assisted cracking PY - 2022 AN - OPUS4-55822 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baer, Wolfram T1 - Gezielte Werkstoffprüfung zur fail-safe-Bauteilauslegung am Beispiel eines Achsschenkels N2 - Bei der Auslegung von Achsschenkeln für Nutzfahrzeuge wird für den Überlastfall ein fail-safe-Kriterium (kontrolliertes Versagen) als Basisphilosophie angesetzt. Gefordert wird, dass sich der Achsschenkel auch unter Akzeptanz begrenzten Risswachstums hinreichend elastisch-plastisch verformen kann, ohne dass es zum Bruch kommt. Der Fahrer soll anschließend anhand der bleibenden Verformungen bemerken können, dass mit seinem Fahrzeug etwas nicht in Ordnung ist. Eine Voraussetzung für dieses Bauteilverhalten ist eine hinreichende Bruchzähigkeit des Werkstoffs. Diese, wie auch die Rissspitzenbeanspruchung, müssen ermittelt wer-den, um den bruchmechanischen Sicherheitsnachweis führen zu können. Zur Ermittlung der mechanisch-technologischen und bruchmechanischen Werkstoffeigenschaften wurde ein Prüfkonzept entwickelt, bei dem die Proben an der potenziell kritischen Stelle direkt aus den geschmiedeten Achsschenkeln entnommen werden. Die experimentelle Werkstoffcharakterisierung bildet dann die Beanspruchungsbedingungen beim Überlastereignis ab. Im Rahmen der Produktion stehen jedoch nur Kerbschlagarbeitswerte zur Verfügung und aufwändige bruchmechanische Versuche sollen vermieden werden. Deshalb wurde eine Korrelation zur Abschätzung der vorhandenen Bruchzähigkeit aus der Kerbschlagarbeit herangezogen. Es ergibt sich eine Ergebnismatrix, die die Einflussgrößen Versagenswahrscheinlichkeit, Temperatur und Bruchzähigkeit verknüpft. Abschließend wird ein erster Vergleich der abgeschätzten mit den experimentell ermittelten Bruchzähigkeitswerten gezogen. Dieser weist aus, dass die abgeschätzten Werte geringfügig konservativ sind. T2 - 40. Vortrags- und Diskussionstagung Werkstoffprüfung 2022 CY - Dresden, Germany DA - 27.10.2022 KW - Korrelation KW - Achsschenkel KW - Fail-safe KW - Bruchmechanische Auslegung KW - Kerbschlagarbeit PY - 2022 AN - OPUS4-56153 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -