TY - RPRT A1 - Rades, Steffi A1 - Unger, Wolfgang T1 - NanoValid D.5.47 Annex 3 Inter-laboratory comparison on measurand specific surface area (BET) of nanoparticular Titania (#15 BAM Titania): Report of the results N2 - This Report describes an inter-laboratory comparison aiming on the establishment of the used method (BET) as a reference method. Another purpose was the certification of the porous reference material #15 BAM Titania as CRM BAM-P110 (cf. D 5.41/42). The certified values determined by nitrogen ad-sorption at 77.3 K according to the international standards ISO 15901-2 and ISO 9277 are summarized in the Table below. KW - Inter-laboratory comparison KW - Specific Surface Area (BET) KW - Nanoparticular TiO2 (Anatase) KW - EU FP7 project NanoValid PY - 2019 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-488491 DO - https://doi.org/10.5281/zenodo.3379612 SP - 1 EP - 22 PB - Zenodo CY - Geneva AN - OPUS4-48849 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Rades, Steffi A1 - Natte, Kishore A1 - Unger, Wolfgang T1 - NanoValid D.5.47 Annex 2 Inter-laboratory comparison on measurand surface charge (Zeta Potential) of silica particles: Report of the results N2 - An inter-laboratory comparison on the surface charge, expressed as zeta potential ζ, of nanoscaled SiO2 has been performed using #14 BAM Silica (see D.5.41/5.42) nanoparticles. The comparability of results delivered by participants has been tested. The Task 5.4 of NanoValid is designed to test, compare and validate current methods to measure and characterize physicochemical properties of selected engineered nanoparticles. The measurand is Surface charge expressed as zeta-Potential. The measurements are to be accompanied by estimates of the uncertainties at a confidence level of 95%, deduced from the standard uncertainties. Therefore an uncertainty budget comprising statistical (Type A) and systematic (Type B) errors has to be established and delivered for the measurand. The protocol comprises two Annexes addressing the establishment of uncertainty budgets following GUM. The final goal of the comparison is to identify those methods of measurement which have potential as reference methods in pc characterization of nanoparticles for the determination of a given measurand. KW - Inter-laborator comparison KW - Surface charge KW - Zeta potential KW - Uncertainty budget KW - Silica nanoparticles KW - NanoValid PY - 2019 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-488483 DO - https://doi.org/10.5281/zenodo.3379815 SP - 1 EP - 10 PB - Zenodo CY - Geneva AN - OPUS4-48848 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Bachmann, Marcel A1 - Rethmeier, Michael T1 - Gekoppelte numerische Untersuchung der Bildung von Mittelrippendefekten beim Hochleistungslaserstrahlschweißen N2 - Die Entstehung von Erstarrungsrissen stellt ein in der Schweißtechnik lange bekanntes Problem dar. Diese prozessseitige Herausforderung ist selbst nach dem heutigen Wissenstand schwer zu beherrschen und gefährdet die Sicherheit der gefügten Bauteile. Dieses Problem erweist sich als besonders schwierig beim einlagigen Hochleistungslaserstrahlschweißen von Metallteilen hoher Blechstärke, welche eine essentielle Rolle in vielerlei industriellen Anwendungen spielen. Gegenstand des hier bearbeiteten Forschungsprojekts war die numerische Untersuchung der Entstehungsmechanismen des Mittelrippendefekts beim Laserstrahlschweißen niedriglegierter Stähle. Mittels mehrerer gekoppelter Simulationen, für welche sowohl kommerziellen Softwares, wie COMSOL Multiphysics und ANSYS, als auch in-house entwickelte Programme eingesetzt worden sind, wurden die am stärksten ausgeprägten Mechanismen der Erstarrungsrissbildung und deren Zusammenspiel aufgeklärt. Begleitend zur Simulation wurden mehrere experimentelle Untersuchungen für den niedriglegierten Baustahl S355 an den Blechdicken 12 mm und 15 mm zu deren Validierung durchgeführt. Die Ergebnisse der Simulation des Kristallwachstums, der Diffusion und der Makroseigerung von Schwefel zeigen, dass die Risse für bestimmte Werkstoffe mit einer hohen Konzentration an Verunreinigungen hauptsächlich metallurgisch bedingt entstehen können. Allerdings zeigte die Untersuchung des Einflusses der Ausbauchung (Bulging) im Mittenbereich der Schweißnaht auf das transiente Temperaturfeld und die transienten Transversalspannungen im risskritischen Bereich auch, dass die Rissbildung nicht nur metallurgisch bedingt und insbesondere auch für aus metallurgischer Sicht eigentlich rissunkritische Materialien auftreten kann. Der Bulging-Bereich hat sich in der Untersuchung als besonders kritisch in allen Teilen der Simulationskette gezeigt. Die Einflüsse dieser geometrischen Besonderheit konnten bei allen physikalischen Teilaspekten der Problematik als heißrissinduzierend identifiziert werden. Von besonderer Bedeutung wird an dieser Stelle das erkannte Zusammenspiel dieser Einflüsse hervorgehoben. Bisher wurde die Bildung der Erstarrungsrisse hauptsächlich durch einen einzelnen physikalischen Aspekt, wie z.B. rein metallurgisch oder rein thermomechanisch bedingt, isoliert betrachtet. Die gewonnen Erkenntnisse über die Einflüsse des Bulgings auf die unterschiedlichen Teilaspekte zeigen deutlich, dass alle Entstehungsmechanismen auch die Schmelzbadgeometrie als Ursprung haben. Von dieser hängen die transienten Temperatur- und Spannungsfelder, die Kristallwachsrichtung, die Erstarrungsgeschwindigkeit und die Konzentration von Verunreinigungen, welche zur Entstehung von niedrigschmelzenden Phasen führt, ab. Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens sind vielfach in referierten Zeitschriften und auf Fachtagungen veröffentlicht worden. Hervorzuheben dabei ist der „Best Presentation Award“ auf der LANE Conference 2018 in Fürth, wodurch die Thematik einem breiten Publikum bekannt gemacht werden konnte. KW - Laserstrahlschweißen KW - Mittelrippendefekt KW - Simulation PY - 2019 SP - 1 EP - 14 AN - OPUS4-49516 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Kim, K. J. A1 - Yu, H. A1 - Lee, S. M. A1 - Kwon, J. H. A1 - Ruh, H. A1 - Radnik, Jörg A1 - Archanjo, B. S. A1 - Annese, E. A1 - Damasceno, J. C. A1 - Achete, C. A. A1 - Yao, Y. A1 - Ren, L. A1 - Gao, H. A1 - Windover, D. A1 - Matsuzaki, H. A1 - Azuma, Y. A1 - Zhang, L. A1 - Fujimoto, T. A1 - Jordaan, W. A. A1 - Reed, B. A1 - Shard, A. G. A1 - Cibik, L. A1 - Gollwitzer, C. A1 - Krumrey, M. T1 - Final report of CCQM-K157 for the measurement of the amount of substance of HfO2 expressed as the thickness of nm films N2 - The key comparison CCQM-K157 for the thickness measurement of HfO2 films was performed by the Surface Analysis Working Group (SAWG) of the Consultative Committee for Amount of Substance (CCQM). The aim of CCQM-K157 is to establish the measurement traceability and to ensure the equivalency in the measurement capability of national metrology institutes for the thickness measurement of HfO2 films. In this key comparison, the thicknesses of six HfO2 films with the nominal thickness range from 0.7 nm to 6 nm were compared by x-ray photoelectron spectroscopy (XPS), x-ray reflectometry (XRR), transmission electron microscopy (TEM), spectroscopic ellipsometry (SE) and medium energy ion scattering spectrometry (MEIS). To reach the main text of this paper, click on Final Report. Note that this text is that which appears in Appendix B of the BIPM key comparison database https://www.bipm.org/kcdb/. The final report has been peer-reviewed and approved for publication by the CCQM, according to the provisions of the CIPM Mutual Recognition Arrangement (CIPM MRA). KW - CCQM KW - Thin Films KW - HfO2 KW - thickness KW - XPS PY - 2023 DO - https://doi.org/10.1088/0026-1394/60/1A/08010 VL - 60 SP - 08010 PB - IOP AN - OPUS4-63049 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Hodoroaba, Vasile-Dan A1 - Fontanges, R. A1 - Delvallée, A. A1 - Deumer, J. A1 - Salzmann, C. A1 - Crouzier, L. A1 - Gollwitzer, C. A1 - Klein, T. A1 - Koops, R. A1 - Sebaihi, N. A1 - Pauw, Brian Richard A1 - Smales, Glen Jacob A1 - Artous, S. A1 - Taché, O. A1 - Feltin, N. T1 - Report on full algorithm sequences for nanoparticle detection and size measurement as developed on both a physical basis and by machine learning N2 - he main objective of the nPSize project is to improve the measurement capabilities for nanoparticle size based on both measurement methods traceable to SI units and new reference materials. Two basic approaches have been used in order to develop measurement procedures resulting in traceable results of the nanoparticle size distribution: physical modelling for the methods used in the project (TSEM, SEM, AFM and SAXS) and machine learning. Physical modelling: In this part, the physical models associated with different shape measurements for the techniques TSEM, SEM, AFM and SAXS have been collected and further developed with the aim to simulate the resulting signal as measured by the individual methods. Uncertainties and traceability associated with each model were investigated and evaluated. In the following, the progress on these physical models is reported for each individual method. Machine Learning modelling: The aim of this part is to use machine learning to enable automatic measurement of nanoparticle shape from expert a-priori information only. No physical model will be used as a-priori information in this task. The accuracy and traceability of the size results obtained by each technique will be analyzed and compared with the physical modelling. A machine learning database will then be used to create automatic detection algorithms. KW - Nanoparticles KW - Particle size distribution KW - SEM KW - TSEM KW - TEM KW - SAXS KW - AFM PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-546531 DO - https://doi.org/10.5281/zenodo.5807864 SP - 1 EP - 20 PB - Zenodo CY - Geneva AN - OPUS4-54653 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Krause, Martin A1 - Schubert, Marcus A1 - Mayer, K. A1 - Ibrahim, M. T1 - Sicherstellung der Ausführungsqualität an Neu- und Bestandsbauten aus Beton durch innovative zerstörungsfreie Prüfung N2 - Der Fachbereich 8.2 der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) hat eine innovative Methode zur zerstörungsfreien Ultraschallprüfung erarbeitet und den technischen Aufbau in Form eines neuen Gerätes entwickelt. Mit Hilfe des Produktdesigns soll die Etablierung auf dem Markt sichergestellt werden. Die Arbeit erläutert detailliert die Bereiche, die für die Gestaltung des Handscangerätes von Bedeutung sind. Sie befasst sich mit der Installation und Handhabung des Systems am Einsatzort und beleuchtet wichtige technische Details. Der nicht verkleidete technische Aufbau der zwei neu entwickelten Geräte dient als Grundlage für die Erarbeitung eines Gehäusekonzepts. Neben dem Gehäusedesign wird eine Überarbeitung des gesamten Aufbaus durchgeführt, um die Benutzerfreundlichkeit in verschiedenen Punkten zu verbessern. Zukünftige Designentscheidungen werden auf Grundlage von praxisnahen Beobachtungen und der notwendigen Anordnung der technischen Komponenten getroffen. Ziel der Auseinandersetzung ist es, ein funktionelles und ästhetisch ansprechendes Design zu entwickeln. Am Ende sollen unter Beachtung aller Vorgaben die Ergebnisse dieser Arbeit zu einem ergonomischen Gerät führen. Die Problemstellung besteht daraus, den komplexen technischen Vorgaben und Ansprüchen des Projektpartners und Innovationsgebers gerecht zu werden und gleichzeitig ein gutes Designziel zu erreichen. Das Design soll die Funktionalität und Handhabung des Gerätes verbessern und dient als Hilfsmittel, um den komplexen Aufbau zu vereinfachen. Die Benutzerfreundlichkeit soll an allen nötigen Stellen verbessert werden und ein ästhetisch zusammenstehender Gesamteindruck soll entstehen, ohne die Funktionalität negativ zu beeinflussen. KW - Beton KW - Qualitätssicherung KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Ultraschall-Echo PY - 2018 UR - https://www.baufachinformation.de/sicherstellung-der-ausfuehrungsqualitaet-an-neu-und-bestandsbauten-aus-beton-durch-innovative-zerstoerungsfreie-pruefung/buecher/248990 SN - 978-3-7388-0101-9 VL - 2018 SP - 1 EP - 112 PB - Fraunhofer IRB Verlag CY - Stuttgart AN - OPUS4-45163 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Stichel, Wolfgang A1 - Ehreke, Jörg T1 - Korrosion von Stahlradiatoren T1 - Corrosion of steel radiators N2 - Anhand eines Modellkorrosionselementes ist durch Messen des Kurzschlußstromes der Einfluß von Sauerstoff, Salzgehalt, gelöstem Kupfer und Inhibitoren auf das Korrosionsverhalten von Stahlheizkörpern gegenüber Heizungswässern untersucht worden. Die Untersuchungen haben gezeigt, daß Elementkorrosion bereits bei Sauerstoffgehalten einsetzt, die technisch oft gar nicht zu vermeiden sind. In vollentsalzten Wässern gibt es keine Elementkorrosion. Salze jeder Art erhöhen hingegen das Schadensrisiko. Enthärtete Wässer und Trinkwässer sind also korrosiver als salzfreie Heizungswässer. Gelöstes Kupfer übt an Heizungssystemen aus Stahl keinen korrosionsfördernden Einfluß aus. Jedoch können benzoat- und nitrithaltige Inhibitorgemische die Elementkorrosion stimulieren. Heizkörper mit elementbegünstigenden Konstruktionsmerkmalen sind korrosionsanfälliger als solche ohne diese. N2 - By measuring the short-circuit current of a corrosion cell model the influence of oxygen, salts, copper and inhibitors on the corrosion behaviour of steel radiators against heating waters has been studied. The investigations have shown, that already very low concentrations of oxygen are able to build up effective corrosion cells. There is no cell corrosion in de-ionized waters, whereas each sort of salt raises the risk of corrosion failures. Softened and potable waters are therefore more corrosive than desalted heating waters. Dissolved copper does not promote corrosion in heating systems made of steel. Inhibitors containing benzoate or nitrite however can stimulate corrosion cells. Heating bodies with constructional features favoring corrosion cells are more endangered than those without. T3 - BAM Forschungsberichtreihe - 107 KW - Radiator KW - Korrosion PY - 1984 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-3435 SN - 978-3-88314-361-3 SN - 0938-5533 VL - 107 SP - 1 EP - 24 PB - Wirtschaftsverlag NW CY - Bremerhaven AN - OPUS4-343 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Feinle, Paul A1 - Habig, Karl-Heinz T1 - Versagenskriterien von Stahlgleitpaarungen unter Mischreibungsbedingungen; Einflüsse von Stahlzusammensetzung und Wärmebehandlung N2 - Das adhäsive Versagen von metallischen Gleit- oder Wälzpaarungen ist in der Praxis wegen des spontanen Ausfalles von Maschinen sehr gefürchtet. Dieses durch adhäsive Wechselwirkungen der Kontaktpartner bedingte Versagen wurde auf einer Amsler- Verschleißprüfmaschine mit einem Zwei-Scheiben-Prüfsystem unter Misch- bzw. Grenzreibung für Gleitbeanspruchungen untersucht. T3 - BAM Forschungsberichtreihe - 121 KW - Stahlgleitpaarungen KW - Vergütungsstähle KW - Werkzeugstähle KW - Korrosionsbeständige Stähle KW - Mischreibung KW - Grenzreibung KW - Adhäsives Versagen KW - Reaktionsschichtbildung PY - 1986 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-3293 SN - 978-3-88314-530-3 SN - 0938-5533 VL - 121 SP - 1 EP - 84 PB - Wirtschaftsverlag NW CY - Bremerhaven AN - OPUS4-329 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Radners, J. A1 - Han, Ying A1 - von Hartrott, P. A1 - Skrotzki, Birgit T1 - Aluminium Hochtemperaturermüdung N2 - Die hohen Betriebstemperaturen während des Einsatzes von Radialverdichterrädern in Abgasturboladern führen zu einer Änderung der ursprünglich eingestellten Mikrostruktur in der warmfesten Aluminiumlegierung EN AW-2618A (Überalterung). Grund dafür sind thermische Belastungen, die nahe der Aushärtetemperatur liegen und diese kurzzeitig sogar überschreiten können. Die Alterungsmechanismen wurden zusammen mit den Themen niederzyklische (LCF) und thermomechanische Ermüdung (TMF) sowie Kriechen bis max. 190 °C in vorangegangenen Forschungsvorhaben untersucht. Kaum untersucht war bisher das Verhalten der Legierung unter hochzyklischer Beanspruchung (HCF) sowie der Einfluss von Kerben und Lastkollektiven. Da zukünftig mit weiter steigenden Betriebstemperaturen für Radialverdichter zu rechnen ist, wurde in diesem Forschungsvorhaben das HCF-Verhalten bei 230 °C untersucht und somit bei einer Prüftemperatur, die deutlich oberhalb der Aushärtetemperatur liegt. Das Ziel des Projektes war der Aufbau einer geeigneten experimentellen Datenbasis, das Verständnis der relevanten mikrostrukturellen Prozesse sowie die Weiterentwicklung und Anpassung geeigneter Modelle und Bewertungsmethoden. Das experimentelle Untersuchungsprogramm umfasste neben einer Basischarakterisierung des HCF-Verhaltens am Ausgangszustand T61 gezielte mechanische Versuche zur Isolierung der Einflussfakto-ren Mittelspannung (𝑅 = −1, 𝑅 = 0,1), Werkstoffüberalterung (T61, 10 h/230 °C, 1000 h/230 °C), Prüftemperatur (20 °C, 230 °C), Prüffrequenz (0,2 Hz, 20 Hz) sowie Kerbwirkung und variable Amplituden. Darauf aufbauend wurden die in den vorangegangenen Projekten entwickelten Modelle und Bewertungsmethoden angepasst und weiterentwickelt, um die genannten thermischen und mechanischen Belastungen in der Lebensdauerbewertung abzubilden. KW - HCF KW - Aluminium KW - EN AW-2618A KW - Ermüdung PY - 2023 SP - 1 EP - 111 CY - Frankfurt am Main AN - OPUS4-57850 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Bachmann, Marcel A1 - Rethmeier, Michael A1 - Meng, Xiangmeng T1 - Project title: Multi-physical simulation of the influence of an auxiliary magnetic field on the process porosity formation during high-power laser beam welding N2 - In this project, a multiphysically coupled numerical model will be developed to quantitatively describe porosity reduction in high-power laser beam welding of up to 10 mm thick AlMg3 using an oscillating magnetic field. The aim is to gain fundamental insights into the physical dependencies of the introduced electromagnetic forces on the melt pool behavior and the reduction of porosity. With the help of the numerical model, the transient, multi-coupled, three-dimensional problem of heat transfer, liquid flow, free surface deformation, and magnetic induction is to be solved, taking into account temperature-dependent material properties. The numerical modelling of the heat source will integrate all relevant physical mechanisms, for instance, multiple reflections of the laser radiation by an advanced ray tracing model, as well as local Fresnel absorption at the keyhole wall. This allows an analysis of the keyhole fluctuations, which have a dominant influence on the formation of process spores during deep penetration welding, based on physical principles. In addition, further physical factors such as the ablation pressure of the evaporating metal, the Laplace pressure, and Marangoni shear stresses are also to be integrated into the model. To evaluate the pore formation and reduction by means of the electromagnetic forces introduced in the molten pool, suitable models for describing the movement of the pores in the melt are to be developed. For the process pores, their movement can be implemented by tracking their surface under consideration of their internal pressure and temperature. With the help of the simulation model, all key factors for the formation of process pores during laser beam welding of the used aluminum alloy, as well as their avoidance, can be decoupled and analyzed. Accompanying welding tests are planned at BAM on a 20 kW fiber laser and a 16 kW disk laser. The magnetic flux density will be up to 500 mT at a maximum frequency of 5 kHz. The experimental results, in particular temperature measurements, weld cross sections, computer tomography, and X-ray examinations, will be used to verify the multiphysical model and its calibration. Moreover, the models will be validated and quantified by in situ high-speed imaging of the keyhole dynamics in a metal/quartz glass configuration with keyhole illumination by a diode laser coaxial to the processing laser. On the basis of the numerical and experimental results, the dependencies between applied magnetic field, melt pool behavior, and porosity formation will be revealed in this project. KW - Laser beam welding KW - Electromagnetic weld pool control KW - Numerical simulation KW - Process porosity PY - 2026 DO - https://doi.org/10.34657/27669 SP - 1 EP - 14 AN - OPUS4-65335 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Knigge, Xenia A1 - Radnik, Jörg T1 - Advanced materials for the energy transition N2 - The climate crisis is the burning issue of our time. In order to avert the impending consequences, global efforts are being made in a wide variety of social and scientific fields. This report looks at a small part of these efforts, a technical aspect, namely the question of which AdMa are currently considered in techniques to support the energy transition. AdMa, i.e. materials that are rationally designed to have new or enhanced properties, and/or targeted or enhanced structural features, are used in all sectors of the energy transition. Questions of energy generation, storage and saving are considered here. This report is based on literature research and contains a general compilation of various AdMa that are used in the energy transition or are being researched for this purpose. From this compilation, ten materials that are considered particularly relevant for various reasons were selected and examined in more detail in relation to their use. The specific question here lies in the conflicting objective that the development of technologies for the energy transition is welcomed, but the use of AdMa may entail possible challenges in view of chemical safety as well as sustainability and circular economy. KW - Energy generation KW - Energy saving KW - Eneergy storage KW - Energy transportation PY - 2025 DO - https://doi.org/10.60810/openumwelt-7853 SN - 1862-4804 VL - 83 SP - 1 EP - 64 PB - Umweltbundesamt CY - Dessau-Roßlau AN - OPUS4-63529 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Zapala, P. A1 - Abel, Andreas A1 - Michels, H. A1 - Skrotzki, Birgit T1 - Werkstoffanwendungen für Eisenaluminide (FeAl), (WAFEAL) N2 - Die zunehmende geopolitische Bedeutung der Ressourcenverfügbarkeit sowie die Anforderungen an einen geschlossenen Materialkreislauf treiben die Materialforschung voran, um konventionelle Werkstoffe mit weniger kritischen Zusätzen zu legieren oder sogar vollständig mit nachhaltigeren Alternativen zu substituieren. Eine potenzielle Alternative stellen die intermetallischen Eisenaluminid-Legierungen (FeAl) dar. Im Labormaßstab wurden bereits viele Legierungskonzepte für verbesserte Hochtempera- tureigenschaften oder Duktilität erfolgreich gießtechnisch umgesetzt. Eine erfolgreiche Erprobung von FeAl-Legierungen im industriellen Maßstab stand zu Beginn des Projekts aber weiterhin aus. Ziel des Vorhabens war daher die Entwicklung von simulationsgestützten Gießkonzepten in industrienahe Gießprozesse anhand der Modelllegierung Fe-26Al-4Mo-0,5Ti-1B und die Eingrenzung der prozesstechnischen Verfahrensgrenzen durch Warmrissversuche. Erkenntnisse hieraus wurden in einen praxisorientierten, für zukünftige Anwender in KMUs zugänglichen Handlungskatalog für die gießgerechte Auslegung von Bauteilen aus Eisenaluminiden überführt. Fokus wurde insbesondere auf das Feinguss- und Kokillengussverfahren im Schleuderguss gesetzt. Neben zahlreicher Konstruktions- und Gießprozessparameter wurden auch Wärmebehandlungen und Legierungszusätze (Al, Mo, B) variiert, um den Einfluss von Legierungselementen auf Gießbarkeit, Mikrostruktur und mechanische Kennwerte zu be- stimmen. Eine umfangreiche Basis an Daten aus Mikrostrukturanalysen (Mikroskopische Bildgebung, Bestimmung von Korngrößen sowie Phasenzusammensetzungen und -anteilen, Fraktographie), mechanischen Tests (Härtemessungen, Druckversuch, Zugversuch, Warmzugversuch, Kriechversuch) sowie Messungen thermophysikalischer Eigenschaften konnte für die Modelllegierung erzeugt werden. Korrelationen dieser Informationen mit Prozessvariablen erlaubten Schlussfolgerungen zu Härtungsmechanismen und Duktilität in der Legierung und wie sie prozesstechnisch in Gieß- und Bauteilauslegung gesteuert werden können. Der erfolgreiche Abguss von hochkomplexen Bauteilgeometrien mit dünnen Wandstärken sowie optimierte Legierungszusammensetzungen zeigen Perspektiven auf neue Anwendungsfelder auf. Das Ziel des Forschungsvorhabens ist erreicht worden. KW - Simulationsgestützte Gießkonzepte KW - Intermetallische FeAl-Legierungen PY - 2023 IS - 1322 SP - 1 EP - 168 PB - Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen (FVV) CY - Frankfurt am Main AN - OPUS4-56932 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Weltschev, Margit A1 - Bäßler, Ralph T1 - Der Duplex-Stahl X2CrNiN23-4 (1.4362) – eine Alternative als Tankwandungswerkstoff für Behälter zum Transport von Gefahrgütern N2 - In der Bundesrepublik Deutschland ist die „BAM-Liste - Anforderungen an Tanks für die Beförderung gefährlicher Güter” die Grundlage für die stoffbezogenen Baumusterzulassungen für Tankcontainer und ortsbewegliche Tanks zur Beförderung gefährlicher Güter durch die BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung. Beständigkeitsbewertungen sowohl von ausgewählten metallischen Werkstoffgruppen als auch von polymeren Dichtungs- und Beschichtungswerkstoffen unter dem Einfluss von Gefahrgütern und wassergefährdenden Stoffen sind in der BAM-Liste enthalten. Sofern nicht anders angegeben, gelten die Werkstoffbeständigkeitsbewertungen für Betriebstemperaturen bis max. 50 °C und für handelsüblich technisch reine Stoffe. Entsprechend den gültigen Gefahrgutverordnungen für den Transport von Gefahrgütern auf der Straße, derSchiene und zur See wird eine innere Besichtigung der Tanks nach einer vorgegebenen Prüffrist der Tanks gefordert. Für die Dauer der Prüfintervalle ist die Werkstoffbeständigkeit zu gewährleisten. Unter den über 7000 in der BAM-Liste enthaltenen Stoffen ist ein großer Anteil von Gefahrgütern und wassergefährdenden Stoffen mit hohem Transportaufkommen enthalten, die nicht korrosiv auf die meisten metallischen Werkstoffe wirken und somit bestehen keine Unterschiede in der Bewertung der Beständigkeit zwischen den häufig im Tankbau eingesetzten austenitischen CrNi- oder CrNiMo-Stählen 1.4401 (X5CrNiMo17-12-2), 1.4404 (X2CrNiMo17-12-2) und 1.4571 (X6CrNiMoTi17-12-2) und dem Duplexstahl 1.4362 (X2CrNiN23-4, UNS S 32304). Es gibt nur eine sehr geringe Anzahl von Ergebnissen von Korrosionsversuchen mit diesem Werkstoff unter dem Einfluss von korrosiven Gefahrgütern. Zur Gewinnung von Korrosionsdaten wurden in Absprache mit dem Auftraggeber relevante Stoffe aus der BAMListe ausgewählt, in denen die im Transporttankbau gebräuchlichen CrNiMo-Werkstoffe unter Berücksichtigung stoffspezifischer und betrieblicher Auflagen einsetzbar sind. Die Korrosionstests sollen zeigen, inwieweit der betrachtete Duplexstahl in Analogie zu den austenitischen CrNiMo-Stählen bewertet werden kann. Aus den Versuchsergebnissen kann die Schlussfolgerung gezogen werden, dass der untersuchte Duplexstahl in alkalischen Medien eine Alternative zu austenitischen Stählen für den Transport von Gefahrgütern darstellt. Aufgrund des verringerten Legierungsgehaltes, insbesondere an Nickel (3,7 %) und Molybdän (0,15 %), wurde eine geringere Korrosionsbeständigkeit des untersuchten Duplexstahls 1.4362 im Vergleich zu den austenitischen CrNiMo-Stählen, insbesondere in „sauren“ Medien beobachtet. Die Beständigkeitsbewertungen dieses Werkstoffes werden in der 10. Auflage der BAM-Liste veröffentlicht und dem interessierten Anwenderkreis auch in Form von Beständigkeitslisten zur Verfügung gestellt. T3 - BAM Forschungsberichtreihe - 287 PY - 2009 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-1640 SN - 978-3-9812910-3-2 SN - 0938-5533 VL - 287 SP - 1 EP - 71 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-164 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Weltschev, Margit A1 - Bäßler, Ralph T1 - Beständigkeit von hochlegierten Sonderedelstählen und Nickelbasislegierungen als Tankwandungswerkstoffe für Behälter zum Transport von Gefahrgütern und wassergefährdenden Stoffen N2 - BAM, IKS Dresden und ThyssenKrupp VDM haben ein umfangreiches Versuchsprogramm mit geschweißten Werkstoffprüfblechen durchgeführt, um neue Erkenntnisse über das Korrosionsverhalten der Superaustenite und der Nickelbasislegierung zu gewinnen und um diese Bewertungen im Abschnitt 5 der BAM-Liste zu berücksichtigen. Das Versuchsprogramm umfasste Korrosionsbeständigkeitsbewertungen der drei höherlegierten Werkstoffe in Stoffen aus 12 Gruppen von korrosiven Gefahrgütern, wie z. B. anorganische Halogenide, organische Säurehalogenide, Halogencarbonsäuren, Chlorsilane, Chlorate, Perchlorate, Chlorite, Hypochlorite, Hydrogensulfate und Nitriersäuren. T3 - BAM Forschungsberichtreihe - 276 PY - 2006 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-1754 SN - 978-3-86509-482-1 SN - 0938-5533 VL - 276 SP - 1 EP - 207 PB - Wirtschaftsverlag NW CY - Bremerhaven AN - OPUS4-175 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Bettge, Dirk A1 - Bäßler, Ralph A1 - Le, Quynh Hoa A1 - Kranzmann, Axel T1 - Abschlussbericht des Projektteils CLUSTER - BAM: Werkstoffauswahl und Festlegung von Obergrenzen für Verunreinigungen in variierenden CO2-Strömen auf Grund von realitätsnahen Korrosionsexperimenten - FKZ 03ET7031C - im Projektverbund CLUSTER: Auswirkungen der Begleitstoffe in den abgeschiedenen CO2‐Strömen unterschiedlicher Emittenten eines regionalen Clusters auf Transport, Injektion und Speicherung N2 - Nachdem im Verbundprojekt COORAL das Hauptaugenmerk auf überkritisches CO2 gelegt wurde, d. h. Transport über kurze Strecken bei erhöhter Temperatur, wurde in CLUSTER ein größeres lokales Transport-Netzwerk betrachtet, bei dem CO2 bei geringeren Temperaturen, also vorwiegend im flüssigen Zustand transportiert wird. Wurden in COORAL die CO2-Ströme von Kohlekraftwerken untersucht, ging es in CLUSTER zusätzlich um die Emissionen von relevanten Industrien, deren CO2-Emissionen nicht ohne Weiteres vermieden werden können. Aufgrund der Erfahrungen in COORAL konnte eine Auswahl von kommerziellen Werkstoffen getroffen werden, die für einen konkreten Einsatz für CCS zur Verfügung stünden. Die gemischten und fluktuierenden CO2-Zusammensetzungen sind bei geeigneten Begrenzungen der Begleit¬stoffe im CO2 bezüglich Korrosionsvorgänge beherrschbar. Die Machbarkeit eines lokalen CCS-Clusters erscheint daher gegeben, soweit dies die Anlagen für Kompression, Transport und Injektion betrifft. KW - CCS KW - Korrosion KW - CO2-Speicherung KW - Pipelines PY - 2019 SP - 1 EP - 67 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-50249 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Stephan, Ina A1 - Boenke, Viola A1 - Drecker, Sigrid T1 - Weiterentwicklung und Verbesserung des Konzeptes zur Begrenzung von Konservierungsmitteln für Produkte mit dem Blauen Engel N2 - Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde die biologische Prüfmethode der Checkliste zur stoffli-chen Bewertung im Rahmen des Aufnahmeverfahrens für weitere Topfkonservierungsmittel in den Anhang 1 zur Vergabegrundlage RAL-UZ102 „Emissionsarme Innenwandfarben“ überarbeitet. Der Test für den Einsatz von Konservierungsmitteln in seiner jetzigen Fassung besteht seit nahezu 20 Jah-ren und erfolgt ausschließlich an weißer Dispersionsfarbe für den Innenraum. Die hierbei ermittelten Höchstmengen für den Einsatz von Topfkonservierern werden z.Zt. auch auf andere Innenraumbau-produkte übertragen. Ziel war es zu klären, ob die Anforderungen an die Topfkonservierung bei Far-ben tatsächlich für andere Innenraumbauprodukte übernommen werden können. Die im Vorhaben durchgeführten Versuche deuten darauf hin, dass dies nicht ohne weiteres möglich ist. Nach Rückspra-che mit Vertretern aus der Industrie wurde das Keimspektrum für die Prüfung zudem um Hefe- und Schimmelpilze erweitert. Des Weiteren wurde eine künstliche Alterung eingeführt und überprüft, ob dies einen Einfluss auf den Gehalt an Isothiazolinonen hat. Die Konzentration von Isothialzolinonen wurde mittels Ultra-Hochleistungsflüssigkeitschromatographie kontrolliert und hinsichtlich einer Kor-relation mit dem Wachstum von Mikroorganismen ausgewertet. Da die in den Innenraumbauproduk-ten zugesetzten Isothiazolinone als Kontaktallergene bekannt sind, ist es ein Ziel des „Blauen Engel“-Umweltzeichens, die geringste erforderliche Menge an Konservierungsmittel in den Produkten zu ver-wenden, ohne die positive Auswirkung der Topfkonservierung zu gefährden. Daher sind die Optimie-rung der Leistungsstärke von Konservierungsmitteln und die Kontrolle der Hygiene im Herstellungs-prozess von zunehmender Bedeutung. Um Einblicke in den Herstellungsprozess von Farben zu gewin-nen, wurden im Rahmen des Vorhabens vier Farbwerke besichtigt, in denen weiße Innenraumfarben produziert werden, die mit dem Umweltzeichen „Blauer Engel“ ausgezeichnet sind. Gemeinsam mit den Fachleuten vor Ort wurde diskutiert, welche Maßnahmen zur Verbesserung der Werkshygiene er-griffen werden können, um den Einsatz von Topfkonservierern möglichst gering zu halten. Des Weite-ren wurde in dem Forschungsvorhaben untersucht, ob eine schnellere Bestimmung der Keimzahl in den Rohstoffen mittels quantitativer Polymerasekettenreaktion bereits im Farbwerk realisierbar ist. KW - Methode KW - Isothiazolinone KW - Gebindekonservierung KW - Bakterien KW - Schimmel KW - Wirksamkeit KW - Biozide PY - 2020 SN - 1862-4804 VL - 54 SP - 4 EP - 149 PB - Umweltbundesamt CY - Dessau AN - OPUS4-50972 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Ackermann, H. A1 - Pötzsch, Sina A1 - Weltschev, Margit A1 - Bäßler, Ralph A1 - Plum, W. T1 - Entwicklung einer Prüfmethode zur Bewertung der Materialbeständigkeit von Bauteilen in Mitteldestillatanwendungen N2 - Im Vorhaben wurde eine forcierte Prüfmethode zur Bestimmung der Beständigkeit von metallenen Werkstoffen gegenüber Brennstoffen aus Mitteldestillaten und Gemischen aus Mitteldestillat und paraffinischen Kohlenwasserstoffen, die jeweils Fettsäuremethylester (FAME) als biogene Komponente enthalten, entwickelt. Bei der Prüfmethode werden Prüfkörper des jeweiligen Werkstoffes in speziellen Prüfmedien ausgelagert. Die Zusammensetzung von zwei Prüfmedien wurde im Vorhaben erarbeitet. Diese Prüfmedien erfassen die Effekte der Alterung des FAME, die zu erwarten sind, wenn der Brennstoff länger als 2 Jahre im Feld lagert. Sie decken den Bereich bis 20 % (V/V) FAME-Anteil ab. Die Auslagerung kann bei geringem Aufwand unter Atmosphärendruck durchgeführt werden. Die Eignung einer Auswahl von metallenen Werkstoffen und Polymerwerkstoffen, die für Versorgungsanlagen für Mitteldestillat relevant sind, wurde durch Auslagerung in folgenden nicht gealterten Brennstoffen bestimmt: Heizöl EL schwefelarm (B0), Heizöl EL schwefelarm mit 20 % (V/V) FAME (B20), FAME (B100) und hydriertes Pflanzenöl (HVO). Die Werkstoffe wurden auch in einem 1 Jahr gealterten B20 und einem 8 Jahre gealtertem B10 ausgelagert. Die Temperatur bei der Auslagerung betrug 50 °C für die metallenen Werkstoffe und 40 °C und 70 °C für die Polymerwerkstoffe. Die Ergebnisse der Beständigkeitsbewertung wurden in Beständigkeitslisten zusammengefasst. Die mit B20 erhaltenen Bewertungen gelten generell für Gemische aus Heizöl EL schwefelarm und FAME mit einem FAME-Gehalt bis 20 % (V/V). Sie sind auch auf Gemische aus Dieselkraftstoff und FAME mit einem FAME-Gehalt bis 20 %(V/V) übertragbar. Die forcierte Prüfmethode kann insbesondere KMUs bei der Weiterentwicklung von bestehenden Produkten und der Entwicklung von neuen Produkten als ein kostengünstiger Schnelltest zur Überprüfung der Werkstoff- und Bauteilbeständigkeit gegenüber Mitteldestillaten mit hohem FAME-Anteil dienen. Sie kann für die Hersteller die Sicherheit erhöhen, dass Bauteile die Freigabeprüfungen der Bauaufsicht bestehen, wobei die Freigabe jedoch nur für Deutschland gültig ist. Die Erkenntnisse des Forschungsvorhabens können in eine harmonisierte Europäische Norm für alternative Brenn- und Kraftstoffe einfließen. Diese ist für die Bauteilhersteller die Voraussetzung für die Erschließung des europäischen Marktes.   N2 - Within this project, a forced test method was developed to determine the resistance of metallic materials to middle distillate fuels and mixtures of middle distillate and paraffinic hydrocarbons both with fatty acid methyl ester (FAME) as a biogenic component. In the method, specimens of the material are immersed in special test media. The compositions of two test media were developed within the project. These test media include the influence of aging of the FAME which is to be expected after a storage of the fuel exceeding 2 years in the field. They cover a range of up to 20 % (v/v) FAME content. The exposure test can be carried out at ambient pressure with little effort. Suitability of selected metallic and polymer materials relevant for middle distillate supply systems was determined by exposure to the following non-aged fuels: low-sulfur light fuel oil (B0), low-sulfur light fuel oil with 20 % (v/v) FAME (B20), FAME (B100) and hydrogenated vegetable oil (HVO). The materials were also exposed in the 1-year-aged B20 and 8-year-aged B10. Test temperature was 50 °C for metallic materials and 40 °C and 70 °C for polymers. Resulting materials resistances were summarized in resistance tables. Resistances obtained in B20 are valid for any mixture of low-sulfur light fuel oil and FAME containing up to 20 % (v/v) FAME. They are also transferable to mixtures of diesel and FAME having a FAME content of up to 20 % (v/v). This method with special test media is a cost-effective rapid test for checking resistance of materials to middle distillates having a high FAME content. It can support SMEs manufacturing components for supply systems in further development of existing and new products. It increases the manufacturers' certainty that components will pass approval tests of authorities. Results of this research project can be incorporated into a harmonized European standard for alternative fuels. This is the prerequisite for component manufacturers to access the European market. KW - Heizöl KW - FAME KW - Biobrennstoff PY - 2020 UR - https://dgmk.de/publikationen/entwicklung-einer-pruefmethode-zur-bewertung-der-materialbestaendigkeit-von-bauteilen-in-mitteldestillatanwendungen/ SN - 978-3-947716-14-2 SN - 0937-9762 SP - 1 EP - 153 PB - DGMK CY - Hamburg AN - OPUS4-51110 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -