TY - GEN A1 - Müller, Alexander A1 - Trappe, Volker A1 - Hickmann, Stefan A1 - Ortwein, H.-P ED - Christ, Hans-Jürgen T1 - Investigation of the infinite life of fibre-reinforced plastics using X-ray refraction topography for the in-situ, nondestructive evaluation of micro-structural degradation processes during cyclic fatigue loading N2 - The described investigation of carbon-fibre-reinforced plastics (CFRP) documents that damage evolution can be observed by means of X-ray refractography. Comparative investigations with synchrotron technique on CFRP and grey-scale analysis on glass fibre-reinforced-plastics (GFRP) confirm these results. Moreover it was found that the fracture mechanical properties of the matrix system influence damage nucleation and propagation in the laminate during static and fatigue loads. Single-step fatigue tests were carried out on Laminates with RIM135 and LY556 matrix systems made from non-crimped fabric (NCF) or twill weave in different fibre orientations. The damage to the LY556 laminates was characterized by laminate cracks growing rapidly over the whole specimen width, whereas the damage on the RIM135 laminates was characterized by an earlier onset of micro-cracking followed by laminate cracks. The specimens were fatigued up to 108 (very high cycle fatigue (VHCF) regime) load cycles. S-N-curves of damage initiation were drawn and boundaries were identified for endurance within the VHCF regime. A phenomenology based model focusing on matrix stress was applied to reproduce the first inter-fibre failure (IFF) under static and fatigue loads. KW - Carbon fibre-reinforced-plastics KW - Fatigue KW - Damage evolution KW - X-ray refractography KW - Very high cycle fatigue PY - 2018 SN - 978-3-658-24531-3 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-658-24531-3 VL - 2018 SP - 417 EP - 439 PB - Springer Spektrum CY - Wiesbaden ET - 1. Auflage AN - OPUS4-50096 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Koclega, Damian A1 - Radziszewska, A. A1 - Kranzmann, Axel A1 - Marynowski, P. A1 - Wozny, K. T1 - Morphology and chemical composition of inconel 686 after high-temperature corrosion N2 - The work presents the microstructure, chemical composition and mechanical properties of Inconel 686 coatings after high - temperature corrosion in environment of aggressive gases and ashes. To produce the Ni - based coatings the QS Nd:YAG laser cladding process was carried out. As the substrate used 13CrMo4-5 boilers plate steel. Ni - base alloys characterize the excellent high-temperature corrosion resistance, good strength and ability to work in aggressive environments. Formed clad were characterized by high quality of metallurgical bonding with the substrate material and sufficiently low amount of the iron close to the clad layer surface. After corrosion experiment the oxide scale on the substrate and clad created. The scale on 13CrMo4-5 steel had 70 μm thickness while the scale of the clad had less than 10 μm. The microstructure, chemical composition of the obtained clad and scales were investigated by scanning electron microscope (SEM) and electron probe microanalyzer (EPMA) equipped with the EDS detectors. T2 - 27th International conference on metallurgy and materials CY - Brno, Czech Republic DA - 23.05.2018 KW - laser cladding KW - Inconel 686 KW - High - temperature corrosion KW - Aggressive environment KW - Oxide scale PY - 2018 SP - 1010 EP - 1016 AN - OPUS4-49660 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Schukar, Vivien A1 - Bartholmai, Matthias A1 - Beck, Uwe T1 - Abschlussbericht zum DFG-Projekt „FAMOS²“ FAser-basierter Magneto-Optischer SchichtSensor N2 - Der Mangel an Anwendungsrichtlinien und Validierungsverfahren für struktur-eingebettete faseroptische Dehnungssensoren, insbesondere auf Faser-Bragg-Gitter (FBG)-Basis, führte bislang dazu, dass diese Sensoren trotz ihrer hervorragenden Eigenschaften im Bereich der kommerziellen Material- und Strukturüberwachung nur in geringem Umfange eingesetzt wurden. Fragen zur Degradation der Sensoren unter Beanspruchung, Alterung durch klimatische Einflüsse und Enthaftung infolge Belastung der Struktur konnten bisher nur theoretisch simuliert oder anhand exemplarischer Proben für einzelne einflussnehmende Parameter im Labor untersucht werden. Die Erfassung des Sensorverhaltens im Bauteil unter komplexen Umwelteinflüssen während des Bauteilbetriebes, um damit eine Aussage zur Zuverlässigkeit der Sensormessdaten zu gewinnen, war bisher nicht möglich. Im Forschungsprojekt FAMOS² wurde deshalb von 2014 bis 2018 die Realisierung eines Autodiagnoseverfahrens für faseroptische Dehnungssensoren erarbeitet, um die Funktionszuverlässigkeit und Langzeitstabilität der Sensoren während des Bauteilbetriebes innerhalb einer Bauteilstruktur bewerten zu können. Im Rahmen des Forschungsprojektes wurde gezeigt, dass ein FBG-Sensor mit einer speziell angepassten magnetostriktiven Schicht magnetisch so angeregt werden kann, dass mit einer zugeschnittenen Messmethodik zu jedem Zeitpunkt eine Bewertung der Sensorzuverlässigkeit unter Betriebsbedingungen möglich ist. Die auf den Sensor aufgebrachte magnetostriktive Schicht erzeugt bei Anregung mit einem passenden Magnetfeld eine gepulste, synthetische Dehnung. Diese Dehnung steht in einem definierten Verhältnis zum anregenden Magnetfeld und wird optisch über die Verschiebung der Bragg-Wellenlänge ausgelesen. Die Konstanz dieses Verhältnisses stellt dann ein Maß für die korrekte Funktionsfähigkeit des Sensors dar. Das Beschichtungs-verfahren, das magnetische Anregungs- und optische Ausleseverfahren, wie auch die Validierung des Sensors unter Berücksichtigung faseroptischer Effekte wurden während des Projekts konzeptionell entwickelt, aufgebaut und charakterisiert. Qualitativ kann mit diesem Verfahren zunächst eine Gut-/Schlecht-Beurteilung des Sensors vorgenommen werden. Perspektivisch bietet das Verfahren jedoch auch die Möglichkeit, verschiedene Versagensmechanismen bestimmen und klassifizieren zu können. Es zeichnete sich schon während des Projektverlaufs ab, dass sich aus den erzielten Ergebnissen über das Autodiagnoseverfahren hinaus weitere Anwendungsmöglichkeiten für den Einsatz des kombinierten magnetostriktiv-faseroptischen Sensorprinzips, beispielsweise als reiner Magnetfeldsensor, ergeben. Nach Abschluss dieses Forschungsprojekts besteht nun die Möglichkeit, den Funktionszustand faseroptischer Dehnungssensoren jederzeit unabhängig von Alter, Belastung oder Kenntnis eines Referenzzustands zu einem bestimmten Zeitpunkt bestimmen zu können. Aufbauend auf diesen Ergebnissen können weiterführende Forschungen die Messmethodik vertiefend charakterisieren und weitere Anwendungsfälle erschließen. KW - Faser-Bragg-Gitter (FBG) KW - Sensorvalidierung KW - Magnetostriktive Beschichtung KW - Structural Health Monitoring (SHM) PY - 2018 N1 - Das Dokument unterliegt der Vertraulichkeit und kann nicht zugänglich gemacht werden - Projektlaufzeit: 01.04.2014 - 31.07.2018 The document is subject to confidentiality restrictions and cannot be made accessible - project runtime: 01.04.2014 - 31.07.2018 SP - 1 EP - 28 AN - OPUS4-50418 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pfennig, A. A1 - Simkin, Roman A1 - Kranzmann, Axel T1 - Construction of an adiabatic calorimeter for investigation of high tempertarue salt - based phase change material N2 - The commercial usage of latent thermal energy storages primarily depends on the development of a suitable phase change material (PCM). For industrial high temperature applications above 400 °C multicomponent chloride eutectics are promising and therefore discussed seriously. The profound thermodynamic investigation of such eutectics requires a much greater amount of specimen material than conventional calorimeter can handle. Therefore, a special adiabatic calorimeter was developed and designed. With a specimen mass of > 100 g the typical thermodynamic measurements with a commercial calorimeter can be extended by cycle stability measurements, which are often decisive for practical application of PCM. Furthermore, by implementing corrosion specimens inside the calorimeter high temperature corrosion experiments according to ISO 21608 can be performed inside the calorimeter. Adiabatic measuring conditions can be provided by using two separate heating systems. Therefore, the outer “protective system” follows the temperature curve of the inner “measuring system” minimizing the temperature difference between the heating systems and simultaneously preventing heat losses from the measuring systems. T2 - 10th International Conference on Chemical, Biological and Environmental Engineering ICBEE 2018 CY - Berlin, Germany DA - 27.09.2018 KW - Adiabatic calorimeter KW - Thermal energy storage KW - Phase change material KW - Salt eutectics PY - 2018 DO - https://doi.org/10.7763/IPCBEE.2018.V103.6 VL - 103 SP - 21 EP - 28 AN - OPUS4-50363 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Pfennig, A. A1 - Kranzmann, Axel T1 - Degradation of AISI 630 exposed to CO2-saturated saline aquifer at ambient pressure and 100 bar N2 - In general high alloyed steels are suitable as pipe steels for carbon capture and storage technology (CCS), because they provide sufficient resistance against the corrosive environment of CO2-saturated saline aquifer which serves as potential CCS-site in Germany. High alloyed martensitic steel AISI 630 has been proven to be sufficient resistant in corrosive environments, e.g. regarding heat, pressure, salinity of the aquifer, CO2-partial pressure), but reveals a distinct corrosion pattern in CCS environment. Therefore coupons of AISI 630 heat treated using usual protocols were kept at T=60 °C and ambient pressure as well as p=100 bar up to 8000 h in an a) water saturated supercritical CO2 and b) CO2-saturated synthetic aquifer environment similar to on-shore CCS-sites in the Northern German Basin. AISI 630 precipitates a discontinuous ellipsoidal corrosion layer after being exposed for more than 4000 hours. Best corrosion resistance in the CO2-saturated synthetic aquifer environment phase is achieved via normalizing prior to exposure. In water saturated supercritical CO2 tempering at medium temperatures after hardening gives lowest corrosion rates. Corrosion fatigue via push-pull tests with a series of 30 specimens was evaluated at stress amplitudes between 150 MPa and 500 MPa (sinusoidal dynamic test loads, R=-1; resonant frequency ~ 30 Hz). The endurance limit of AISI 630 is reduced by more than 50% when exposed to CCS environment (maximum number of cycles (10 x 106) at a stress amplitude of 150 MPa). KW - Corrosion Fatigue KW - High Cycle Fatigue KW - Steel KW - Ccs KW - Co2-Storage PY - 2018 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-503783 DO - https://doi.org/10.22587/jasr.2018.14.6.3 SN - 1819-544X SN - 1816-157X SP - 11 EP - 17 PB - INSInet Publications CY - Faisalabad AN - OPUS4-50378 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Reiche, I. A1 - Landsberger, B. A1 - Frauendorf, A1 - Plarre, Rüdiger A1 - Adler, C. A1 - Zender, J. T1 - Innovative Untersuchungsmethoden zur nachhaltigen Wirksamkeit modellhafter Anoxia-Behandlung gegen Insektenbefall an national bedeutsamen Kulturgütern der Sammlungen der Stiftung Preußischer Kulturbesitz (DBU AZ 31865-45) N2 - Anoxische Objektbehandlungen gegen Schädlingsbefall stellen eine besonders materialverträgliche und umweltschonende Alternative zu chemischen Bekämpfungsverfahren dar. Die Wirksamkeit hängt jedoch von der Dauer, dem Restsauerstoffgehalt sowie der Temperatur und Feuchtigkeit ab. Unterschiedliche Arten von Schadinsekten sind verschieden tolerant gegenüber sauerstoffarmen Bedingungen. Insbesondere bei Behandlungsbedingungen von unter 24° C und mehr als 0,5 % Restsauerstoffgehalt stößt das Verfahren an die Grenze der Zuverlässigkeit. In Versuchsreihen unter standardisierten Bedingungen erwiesen sich insgesamt 12 von 34 im Projekt untersuchte Insektenarten hierbei als widerstandsfähig. Davon als besonders tolerante Arten sind Hylotrupes bajulus, Lasioderma serricorne, Trogoderma parabile und Mezium affine zu nennen. Mit dem entwickelten UWB-Sensoriksystem können durch elektromagnetische Wellen Bewegungen von Schädlingen innerhalb geschlossener Holzobjekte berührungslos erfasst werden. Voraussetzung für die eindeutige Detektion der Schädlingsaktivität ist neben der digitalen Signalverarbeitung zur Filterung und Extraktion des Nutzsignals, die genügend hohe Eindringtiefe, die ausreichend ist, wenn Schädlingsvorkommen häufig dicht unter der Holzoberfläche gelegen sind. Die Versuchsergebnisse haben gezeigt, dass bereits eine einzelne Trockenholztermite der Art Incisitermes marginipennis hinter einer 5 cm dicken Holzplatte aufgespürt werden kann. Somit erscheint das Messsystem potentiell für die Erfolgskontrolle einer Anoxia-Behandlung an Museumsgütern geeignet. KW - Kulturgut KW - Anoxia KW - Museumsschädlinge PY - 2018 SP - 1 EP - 37 AN - OPUS4-49654 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Koclega, Damian A1 - Petrzak, P. A1 - Kowalski, K. A1 - Rozmus-Gornikowska, M. A1 - Debowska, A. A1 - Jedrusik, M. T1 - Annealing effect on microstructure and chemical composition of Inconel 625 alloy N2 - Our research focused on Inconel 625 weld overlays on 16Mo3 steel boiler pipes. The Investigation focused on the characterization of changes in the microstructure and chemical composition after annealing. The annealing was performed for ten hours at temperatures from 600 to 1000°C. Changes in the microstructure were observed with a scanning and transmission electron microscope (SEM and TEM). The investigation was supplemented by hardness measurements. KW - Inconel 625 KW - Microsegregation KW - Annealing PY - 2018 DO - https://doi.org/10.7494/mafe.2018.44.2.73 SN - 1230-2325 SN - 0860-6307 SN - 2300-8377 VL - 44 IS - 2 SP - 73 EP - 80 PB - AGH University of Science and Technology Press CY - Cracow AN - OPUS4-49659 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Klinger, Christian T1 - Failure analysis on medical implants N2 - The application of implants e.g. for osteosynthesis or substitution of worn out joints is common practice since decades. Successes in surgery and orthopedics are highly dependent on the use of artificial parts for implanting into the human body. Over the years the number of surgical procedures and the number of different implants were growing rapidly. Implants, however, are exposed to complex mechanical, corrosive and tribological loads along with restriction in geometric dimension. While being essentially successful, the sheer number of cases leads to a rising number of implant failures. Such failures are painful for the affected patients and are very costly. The failure cases presented in this paper occurred from 1981 to 2016. The predominant failure mechanism of all kinds of implants is fatigue fracture. Fatigue cracks are initiated due to a whole bunch of reasons: Material defects and fabrication defects are rare events. The main factors are cyclic overload due to improper fitting with delayed bone healing, corrosion and unauthorized modification of the implant during surgery T2 - Int. Conf. on Engineering Failure Analysis 2018 CY - Budapest, Hungary DA - 08.07.2018 KW - Implant failures KW - Complex loading KW - Fatigue fracture PY - 2018 AN - OPUS4-50198 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Barthel, Maria T1 - Failling walls of paper ash binder N2 - Activation of paper ash for using as a binder in concrete T2 - Falling Walls Lab CY - Berlin, Germany DA - 28.09.2018 KW - Paper sludge ash KW - Hydrothermal Calcination KW - Cement PY - 2018 AN - OPUS4-49313 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Zerbst, Uwe T1 - Foreword N2 - The subject of this Special Issue is the fracture mechanics-based determination of the fatigue strength of weldments. Except for one, all papers were written in closer or wider relation to a methodology developed within the framework of the German Project cluster IBESS. Some of them provide background or supplementary information needed in that context but which is also relevant in a wider frame of research activities. The acronym IBESS stands for the topic of this Special Issue (in German: „Integrale Methode zu Bruchmechanischen Ermittlung der Schwingfestigkeit von Schweißverbindungen). Eight partners were involved. The cluster was cooperatively founded by the German Research Foundation (Deutsche Forschungsgemeinschaft) and by the German AiF Network (Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen) for industrial research. KW - Fracture mechanics PY - 2018 DO - https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2018.05.046 SN - 0013-7944 VL - 198 IS - SI SP - 1 EP - 1 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-48696 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -