bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Oberflächenbehandlungsverfahren und deren Einfluß auf die Korrosionsbeständigkeit nichtrostender Stähle
Authors: Vollmer T. , Gümpel P. , Blaise M. , Racky W.
Published: December 2004

An verschiedenen nichtrostenden austenitischen Stählen und einem ferritisch/austenitischen Stahl wurden die Oberflächenbehandlungsverfahren Beizen, Schleifen und Glasperlenstrahlen untersucht.

Die unterschiedlichen Oberflächenbehandlungsverfahren wurden an zwei verschieden präparierten Probetypen durchgeführt:

Proben mit Zunder‐ und Oxidschichten

Proben mit Aufschmelznaht

Die Qualität der Oberflächenbehandlungsverfahren wurde durch potentiodynamische Messungen, FeCl3‐Test, Eintauch‐ und Sprühnebelprüfung in Reihenversuchen untersucht. Die Korrosionsbeständigkeit war deutlich von den angewandten Verfahren abhängig. Insgesamt haben Die Untersuchungen gezeigt, daß durch Beizen eine höhere Korrosionsbeständigkeit als durch Schleifen oder Glasperlenstrahlen zu erzielen ist.
Active, passive and transpassive dissolution of a nickel base super alloy in concentrated acid mixture solution
Authors: Singh V. B. , Arvind U.
Published: December 2004

The electrochemical and corrosion behaviour of a nickel base super alloy (C‐263) has been investigated in the deaerated binary and ternary solution mixture of concentrated phosphoric acid, acetic acid, sulphuric acid, nitric acid or water using potentiostatic technique at 35°C. The possibilities of electropolishing of this alloy in these solution mixtures have been also explored. The alloy showed distinct active, passive and transpassive behaviour in the experimental solutions. The alloy remained active and turned passive in the negative potential region. Transpassive dissolution of the alloy is observed and electropolishing is achieved in this region. The best electropolishing is obtained in 50% H3PO4 + 40% CH3COOH + 10% H2SO4. Higher content of water in the electrolytic solution is not useful for electropolishing of the alloy The experimental results also suggest that a current plateau in the transpassive potential region is not a sufficient condition to achieve electropolishing.
Influence of nitrogen and manganese on localized Corrosion behaviour of stainless steels in chloride environments
Authors: Rondelli G. , Vicentini B. , Cigada A.
Published: December 2004

Electrochemical localized corrosion tests in substitute ocean water at 40°C and 70°C and ASTM G48 tests in 6% FeCl3solution were performed on three classes of stainless steels: Ni‐austenitic (both traditional and with high nitrogen content ones), high nitrogen Mn‐austenitic nickel free and duplex (both traditional and with high nitrogen content ones).

The Pitting Resistance Equivalent formula, PREMn= % Cr + 3.3% Mo + 30% N – 1% Mn, proposed to consider the presence of noticeable amount of manganese in some of the new high nitrogen stainless steels yields good linear correlation with experimental results. The existence of a threshold value of PREMn(≥ 45) to attain excellent localized corrosion resistance has been recognized. According to this observation the high nitrogen Ni‐austenitic 21Cr24Ni6MoO.24N, 24Crl8Ni4MoO.48N, 24Cr22Ni7MoO.52N and the duplex 25Cr8Ni4MoO.26N “super” stainless steels are immune to localized attack also in the most severe electrochemical test conditions. This superiority is maintained also in ASTM G48 tests. Due to their values of Critical Crevice Temperature (CCTASTM G48≥ 35°C) these steels seem suitable for practical service in seawater environments up to about 30 °C.
Untersuchungen Zur Festigkeit labormäßig hergestellter Silicium‐Mangan‐legierter Sinterstähle
Authors: Arnold J. , Oberacker R. , Sonsino C. M. , Thümmler F.
Published: December 2004

Es wird der Einfluß von Kohlenstoffzusätzen auf die Gefügeausbildung und das Verhalten unter statischer und wechselnder Beanspruchung fü einen neu entwickelten Si‐Mn‐legierten Sinterstahl untersucht. Für den daraus abgeleiteten optimalen Kohlenstoffgehalt werden stichprobenartig an gekerbten und ungekerbten Proben Einstufenversuche unter Axialbealastung durchgeführt, die im Vergleich mit früher untersuchten kommerziellen Sinterstählen recht gute Schwingfestigkeitswerte ergeben.
Fatigue Crack Propagation in cylindrical bars
Authors: Caspers M. , Mattheck C. , Munz D.
Published: December 2004

Crack propagation calculations were conducted to describe a developing surface crack in a solid round bar. The theoretical basis is a stress intensity factor solution in weighted average for the center and the surface points of a so called “almond‐shaped” crack under Mode 1 loading. This solution was obtained by use of approximate weight functions. With these weight functions stress intensity factors for tension and bending were calculated. Predictions for the developing crack shape and the crack growth rate can be made utilizing a da/dN‐ΔK relation. Experimental results for a 42 CrMo4 steel are in excellent agreement with these predictions.
Spannungsrißkorrosion in hochreinem Wasser von 3–3 ½% NiCrMoV‐Vergütungsstählen für Dampfturbinen‐Scheiben und ‐Wellen. Teil I
Authors: David W. , Schleithoff K. , Schmitz F.
Published: December 2004

In den letzten Jahren ist weltweit an aufgeschrumpften Radscheiben von Niederdruck‐Turbinenläufern aus niedrig legierten Vergütungsstählen interkristalline Spannungsrißkorrosion aufgetreten. Nur in wenigen Fällen konnten SpRK‐auslösende Dampfverunreinigungen wie NaOH, H2S, Na2CO3, Na2SO4 oder NaCl nachgewiesen werden. Das Spannungsrißkorrosionsverhalten von Dampfturbinen‐Scheibenstählen mit unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung und unterschiedlichen 0,2‐Grenzen wurde in hochreinem Wasser untersucht.

Die Ergebnisse zeigen, daß die chemische Zusammensetzung keinen Einfluß auf das Rißeinleitungsverhalten hat. Bei einer Vergütung auf eine üblich eingesetzte 0,2‐Dehngrenze von etwa 850 N/mm2 tritt in hochreinem Wasser keine Rißeinleitung auf, wogegen eine Vergütung auf eine sehr hohe 0,2‐Dehngrenze von etwa 1250 N/mm2, die jedoch in der Praxis nicht angewendet wird, zu Rißeinleitung führt. Liegen scharfe Anrisse vor, tritt in beiden Fällen Rißwachstum durch SpRK auf.

Die Untersuchungen zeigen, daß die Spannungsrißkorrosion von Radscheiben, bei Einhaltung der Richtlinien für die Wasserdampfreinheit mit einer Leitfähigkeit < 0,2 μS/cm, gemessen hinter stark saurem Kationenaustauscher, verhindert werden kann.
Stress intensity factors for long axial surface cracks at the outer wall of a pipe loaded by stress gradients
Authors: Grebner H.
Published: December 2004

By means of the finite element method crack opening displacements were calculated for long axial surface cracks at the outer wall of a pipe. The wall thickness to inner radius ratio of the pipe was 1 to 10. Following a procedure introduced be Mattheck et al. weight functions were evaluated by means of the finite element results. Using these weight functions it is possible to calculate stress intensity factors for arbitrary radially varying stress distributions. In this paper stress intensity factors were evaluated for a constant hoop stress loading as well as for stress distributions with a linear and a quadratic dependence on the radius.
Lebensdauerberechnung auf der Grundlage von Ermüdungsfunktionen
Authors: Schott G.
Published: December 2004

Ausgewählte Zweistufenversuche bilden die Grundlage für die Aufstellung von Ermüdungsfunktionen. Sie berücksichtigen den während der schwingenden Vorbelastung erreichten Ermüdungszustand in seiner Auswirkung auf die nachfolgende Belastungsstufe. Die Ermüdungsfunktionen steuern den Ablauf der Berechnung der Lebensdauer bei Mehrstufen‐ und Randombelastungen.
Spannungsrißkorrosion in hochreinem Wasser von 3½ % NiCrMoV‐Vergütungsstählen für Dampfturbinen‐Scheiben und ‐Wellen
Authors: David W. , Schleithoff K. , Schmitz F.
Published: December 2004

In den letzten Jahren ist weltweit an aufgeschrumpften Radscheiben von Niederdruck‐Turbinenläufern aus niedrig legierten Vergütungsstählen interkristalline Spannungsrißkorrosion aufgetreten. Nur in wenigen Fällen konnten spezifische SpRK‐auslösende Dampfverunreinigungen wie NaOH, H2S, Na2CO3, Na2SO4 oder NaCl nachgewiesen werden.

Das Spannungsrißkorrosionsverhalten des Dampfturbinen‐Scheibenstahles 26 NiCrMoV 14 5 im üblichen Vergütungszustand (Rp0.2=850 N/mm2) wurde unter dem Einfluß spezieller Korrosionsbedingungen untersucht.

Gasförmige (CO2) und andere die Leitfähigkeit erhöhende, unspezifische Verunreinigungen des VE‐Wassers können zur Rißeinleitung durch SpRK führen und erhöhen die Rißwachstumsgeschwindigkeit von SpRK‐Rissen geringfügig. Durch Anheben des pH‐Wertes und Verschieben des freien Korrosionspotentials in den Passivbereich kann SpRK verhindert werden. Ungünstige Spaltbedingungen müssen vermieden werden. Es werden Löungen aufgezeigt, wie die SpRK an DT‐Scheiben verhindert werden kann.
Subcritical Crack Growth of semi‐elliptical surface cracks in a turbine rotor
Authors: Grebner H. , Strathmeier U. , Gnirß G. , Herzog W.
Published: December 2004

The subcritial growth of semi‐elliptical surface cracks in the front face of a cylindrical disk was calculated. The disk represents a part of a turbine rotor. The stress intensity factors, which are the basis for the calculations presented here, were given in a former paper [1]. The loads steps considered consist of an inhomogeneous hoop stress distribution, which occurs at a distinct time‐step of the start – up procedure of the turbine, and of the stress free state, respectively. By use of a Paris‐law the growth of different initial cracks was evaluated under the assumption that the crack geometry remains semi‐elliptic.
Betriebsnahe Schadenserkennung mit Hilfe der holografischen Interferometrie und eines Doppelimpulslasers
Authors: Hajduk M. , Mewes D.
Published: December 2004

Die an der Oberfläche von Apparaten zu beobachtende Deformation des Werkstoffes gibt Hinweise auf Materialfehler, welche sich im Spannungsfeld der von außen aufgebrachten Kräfte befinden. Die Oberflächenverformung läßt sich großflächig und mit hoher Auflösung durch die holografische Interferometrie bestimmen. Dazu wird ein Doppelimpulslaser eingesetzt. Er dient zur Aufnahme der Hologramme und hat eine so hohe Blitzfrequenz, daß die sonst nötige Schwingungsisolierung des Apparates entfällt. Auf diese Weise kann die Oberflächenverformung mit Hilfe einer holografischen Kamera während des Betriebes gemessen werden. Die zusätzlich zur gewöhnlichen Dehnung auftretende Verschiebung der Oberfläche in der Nähe des Materialfehlers hängt von den geometrischen Abmessungen des Fehlers ab. In einer experimentellen Untersuchung wurde die Abhängigkeit der Oberflächendeformation von der Art des Materialfehlers an zylindrischen Behältern untersucht. Die Größe des mit Hilfe der holografischen Interferometrie nachweisbaren kleinsten Fehlers war weit geringer als die kritischen Rißabmessungen, für die beschleunigtes Rißwachstum auftritt. Die holografische Interferometrie kann somit als ergänzendes Verfahren zur Schadenserkennung angesehen werden.
The significance of standardised load sequences
Authors: Heuler P. , Schütz W.
Published: December 2004

Standardised load sequences are presented as a tool for the evaluation of the fatigue strength of materials and components under variable amplitude loading. Requirements which have to be considered for the definition of standardised or reference load sequences and useful applications of these sequences are outlined. The standardised load sequences presently available and under development in Europe are briefly described. Some specific aspects and limitations are discussed at the end of the paper.
Verbundwerkstoffe mit Metallmatrix
Authors: Bunk W. , Schulte K.
Published: December 2004

Die konventionellen metallischen Werkstoffe werden in modernen Konstruktionen bis an die Grenzen ihrer mechanischen Eigenschaften belastet. Aufgrund neuer Technologien ist es jedoch notwendig, Werkstoffe mit einem erweiterten Eigenschaftsspektrum zu entwickeln. Verbundwerkstoffe mit Metallmatrix (MMC) scheinen dazu geeingnet zu sein.

Die Mikrostruktur von MMC besteht aus einer metallischen Matrix, in die zur Verstärkung eine zweite Phase eingebracht wurde. Das wissenschaftliche Interesse an MMC konzentriert sich gegenwärtig auf durch Fasern oder Teilchen verstärkte Leichtmetalle, um wesentliche Fortschritte in den mechanischen und thermischen Eigenschaften zu erzielen. Dieses erneute Interesse an MMC wurde dadurch geweckt, daß relativ preiswerte keramische Verstärkungsphasen zur Verfügung stehen. Fasern, Whisker oder Teilchen auf der Basis Ai2O3 order SiC, aber auch Kohlenstoffasern werden bevorzugt zur Verstärkung von Aluminium, Magnesium oder Titan verwendet.
Glas in Stoffverbunden und Verbundwerkstoffen
Authors: Willmann G.
Published: December 2004

Glass in Form von Partikeln, Fasern, Schichten, Flachglas und Hohlglas wird in Verbindung mit anderen Werkstoffen wir z.B. Glas, Kunststoff bzw. Metall verwendet. Es wird eine Übersicht über die verschiedenen Möglichkeiten dieser Kombinationmöglichkeiten gegeben, wobei als besonderer Schwerpunkt Verbundwerkstoffe unter Verwendung von Glaspulvern (Sinterglas, Sinterglaskeramik und Composite) behandelt werden.
Abfallvermeidung und Produktverantwortlichkeit
Authors: Morlock‐Rahn Gisela‐Marie
Published: December 2004

Für die kommenden Jahre ist in den Industriestaaten mit vermehrten Entsorgungsschwierigkeiten zu rechnen, so daß kurzfristig eine Verschärfung der Auflagen und eine Erhöhung der Kosten für die Abfallbeseitigung erwartet werden können.

Im Sinne der Umweltschonung wie auch im Sinne der Erhaltung der Wettbewerbsfähigkeit unserer Wirtschaft ist es daher sinnvoll und mittelfristig unumgänglich, auf breitester Basis Material‐ und Werkstofftechniken als Recycling‐Techniken zu konzipieren und umzustellen: Dies nicht etwa wegen mangelnder Ressourcen, sondern wegan mangelnder Entsorgungsmöglichkeiten. Eine solche Entwicklung wird dadurch erzwungen werden, daß jeder Produzent die Verantwortung für sein Produkt auch über dessen Nutzungsdauer hinaus wahrzunehmen haben wird. Sie zeichnet sich bereits jetzt ab mit der Rechtsprechung durch den Bundesgerichtshof, der die Verkehrssicherungspflicht nach §823 BGB sowohl auf Produktionsabfälle ausgedehnt, als auch im Sinne einer Produktbeobachtungspflicht interpretiert hat.

Ergänzend hierzu treten die Bestimmungen des §14 (2) Abfallgesetz, durch welche die Erhebung eines Zwangspfandes und die Ausweisung von Rücknahmeverpflichtungen zum Zwecke der Vermeidung von Abfällen in das Ermessen der Bundesregierung gestellt werden.

Langfristig entspricht dies einer Dezentralisierung der Entsorgungsaufgaben und einer Rückprojektion der Entsorgungsverantwortung auf die betriebliche Ebene. In der Materialforschung und Werkstofftechnik werden unter dem Gesichtspunkt der Produktverantwortlichkeit deshalb in Zukunft die Rückführeigenschaften der Materialien im Vordergrund stehen, sowohl im Sinne von Rückfürlogistik als auch im Sinne von Rückführbarkeit in den technischen und in den natürlichen Kreislauf.
Rechnerprogramm für PC zum Nachweis der Tolerierbarkeit von Fehlern für Komponenten des chemischen Apparatebaus
Authors: Hodulak L. , Schütze M.
Published: December 2004

Beschrieben werden die Entwicklung und die Merkmale eines PC Programms für die Bewertung von Fehlern in Komponenten. Das auf Näherungsmethoden der linear‐elastischen und der Zăh‐Bruchmechanik basierende Programm hat mehrere Aufwand‐ und Genauigkeitsstufen und eignet sich auch für Anwender ohne spezielle bruchmechanische Kenntnisse und Erfahrungen. Eine Werkstoffdatensammlung ist an das Programm angeschlossen.
Untersuchung der Rißbildung in Salzgestein mit Hilfe der Schallemissionsanalyse
Authors: Manthei G. , Eisenblätter J.
Published: December 2004

Zur Erkundung der Spannungsverhältnisse in Gesteinen werden häufig Aufreiß‐, sog. Frac‐ Versuche durchgeführt, bei denen von einem Bohrloch aus Risse durch hydraulischen Innendruck erzeugt werden. In der vorliegenden Arbeit wurden solche Untersuchungen im Salzgestein der Schachtanalyse Asse und im Modellversuch an einem Bohrkern von 200 mm Durchmesser vorgenommen. Schallemissionsmessungen wurden dabei durchgeführt mit dem Ziel, die räumliche Rißlage und die fortschreitende Rißgröße zu erfassen. Die dazu angewandte Meßmethode der mehrkanaligen Signalanalyse wird beschrieben. Die Ergebnisse der Messungen stimmen mit der zerstörend festgestellten Rißlage gut überein.
Erosionskorrosion von Eisenwerkstoffen in feststoffhaltigen Flüssigkeiten
Authors: Kohley T. , Heitz E.
Published: December 2004

In einem Strömungskreislauf mit einem Rohr und einer Rohrverengung als Meßstrecke werden Erosionskorrosionsversuche an Eisenwerkstoffen durchgeführt. Die Arbeit umfaßt (a) eine Parameterstudie an 13% Chromstahl in sandhaltigem Formationswasser aus der Öl‐ und Gasförderung zur Erfassung der Einflußgrößen Strömungsgeschwindigkeit, Strömungsgeometrie, Partikelgröße und Partikelkonzentration und (b) die Untersuchung des Verhaltens von Werkstoffen des Pumpen‐, Armaturen‐ und Anlagenbaues unter standardisierten Prüfbedingungen. Die Ergebnisse werden aus werkstofftechnischer strömungsmechanischer und mechanistischer Sicht diskutiert.
In‐Situ Untersuchung von Korrosionsvorgängen an inhomogenen Werkstoffoberflächen mit Hilfe von EIS
Authors: Titz J. , Wagner G. H. , Lorenz W. J.
Published: December 2004

Der Einfluß von Oberflächeninhomogenitäten verschiedener Dimension (0‐D, 1‐D, 2‐D, und 3‐D) auf Korrosionsvorgänge an Werkstoffoberflächen wird erläutert. Daraus resultierende lokale Korrosionserscheinungen werden üblicherweise mit Hilfe von oberflächenanalytischen Methoden ex‐situ charakterisiert. Eine in‐situ Charakterisierung lokaler Korrosionsvorgänge, vor allem im Frühstadium, ist mit konventionellen elektrochemischen Untersuchungsmethoden meist nicht möglich. Die moderne Elektrochemische Impedanz‐Spektroskopie (ESI) hat sich dagegen als geeignete in‐situ Meßtechnik bewährt, lokale Korrosionsvorgänge an inhomogenen Werkstoffoberflächen zerstörungsfrei, rasch und zuverlässig aufzuklären. Die Einsatzmöglichkeiten von EIS werden anhand ausgewählter Beispiele aufgezeigt und diskutiert.
Simulation von Stoßvorgängen mit servohydraulischen Zylindern
Authors: Drumm R. , Klipfel W.
Published: December 2004

Bei Elastomeren ist die Kennlinie bis 5 m/s nahezu geschwindigkeitsunabhängig.
Ultraschallprüfung an Faserverbundkunststoffen Grundlagen, Methoden der bildhaften Darstellung und Ergebnisse
Authors: Hillger W. , von Wachter F. K.
Published: December 2004

Moderne Werkstoffe wie faserverstärkte Kunststoffe werden zunehmend in der Luft‐ und Raumfahrt sowie im Automobil‐ und Maschinenbau eingesetzt. Dadurch gewinnt auch die Qualitätssicherung dieser Werkstoffe immer mehr an Bedeutung. Die hochauflösende rechnergestützte Ultraschalltechnik im Frequenzbereich zwischen 1 bis 100 MHz bietet sich als Prüf‐ und Analysetechnik an und ist in der Lage, diese z.T. komplex geformten Bauteile mit hoher Auflösung zu prüfen. Der vorliegende Bericht beschreibt die Grundlagen und zeigt anschaulich anhand von A‐, B‐, C‐ und D‐Bildern die Möglichkeiten der Befunddarstellung. Als Prüfobjekte dienen sowohl CFK‐Proben im Dickenbereich von 2 bis 24 mm mit innenliegenden Fehlstellen als auch Bauteile aus dem Maschinenbau.
Anwendung des FWK‐Konzepts für die Berechnung der Lebensdauer bei mehrstufiger Kriechbelastung
Authors: Schott G.
Published: December 2004

ES ist bekannt, daß man mit linearen Schadensakkumulationshypothesen keine verläßlichen Lebensdauerwerte bei mehrstufigen Kriechbelastungen berechnen kann. Einen brauchbaren nichtlinearen Ansatz schlug Pantelakis vor. Neben der einstufigen Kriechlebensdauerlinie werden Ergebnisse aus Zweistufenversuchen benötigt, um den Schädigungsexponenten zu bestimmen. Mit diesem Exponenten, der eine Funktion der Temperatur und Spannung in der zuerst aufgebrachten Laststufe ist, lassen sich die Lebensdauerwerte nur für Zweistufenfolgen berechnen, deren Spannungsstufen mit denen der Zweistufenversuche identisch sein müssen. Außerdem ist die Annahme für die Größe des Schädigungsexponenten der zweiten Laststufe umstritten.

Die Anwendung des nachfolgend beschriebenen FWK‐Konzepts setzt die Kenntnis der einstufigen Kriechlebensdauerlinie und der aus Zweistufenversuchen ermittelten Kriechfunktionen für steigende und fallende Belastungsfolge voraus. Dann kann man die Lebensdauerwerte für unterschiedlichste Mehrstufenbelastungen errechnen, wobei die Spannungsstufen innerhalb des bei den Zweistufenversuchen benutzten Spannungsbereiches liegen sollen.
Ermittlung des Versagensverhaltens thermisch gespritzter MCrAlY/IN617‐Verbundwerkstoffe im Zugversuch bei Temperaturen bis 800 °C im Rasterelektronenmikroskop
Authors: Steffens H.‐D. , Lebküchner‐Neugebauer J. , Dvorak M.
Published: December 2004

Das Versagen thermisch gespritzter MCrAlY/IN617‐Verbundwerkstoffe wurde unter dem Rasterelektronenmikroskop im Zugversuch bei Temperaturen von RT bis 800 °C ermittelt. Dazu wurden sowohl fehlerfreie als auch fehlerbehaftete Verbundwerkstoffe geprüft. Bei fehlerfreien Werkstoffen konnte keine Schadensabhängigkeit mit der Temperatur festgestellt werden, wohingegen die Zugfestigkeit bei fehlerbehafteten Werkstoffen mit zunehmender Temperatur steigt. Hier liegt in allen Fällen der Versagensbeginn der Schicht in der Nähe des Fehlers.
Charakterisierung des tribologischen Verhaltens von keramischen Gleitpaarungen mit moderner Oberflächenanalytik
Authors: Skopp Herren Dipl.‐Ing. A. , Woydt M.
Published: December 2004

Es werden Ergebnisse von Modellverschleißprüfungen an artgleichen keramischen Gleitpaarungen in einer Stift/Scheibe‐Anordnung bei Festkörperreibung vorgestellt. Die Temperatur wurde zwischen 22 °C und 1000 °C und die Gleitgeschwindigkeit zwischen 0,03 m/s und 3 m/s variiert. Die Versuche wurden in Laboratmosphäre unter konstanten Lasten von 1 N und 10 N durchgeführt. Für die Charakterisierung der Ausgangswerkstoffe, zur Aufklärung von Verschleißhochlage/‐tieflage‐Übergängen sowie der Verschleißmechanismen und der Verschleißerscheinungsformen wurden verschiedene oberflächenanalytische Verfahren – u. a. Lichtmikroskopie. Rasterelektronenmikroskopie. Transmissionselektronenmikroskopie. Infrarot‐Spektroskopie. Elektronenstrahl‐Mikroanalyse, Röntgenbeugung. Auger‐Elektronen‐Spektroskopie und Röntgen‐Photoelektronen‐Spektroskopie – eingesetzt.

Auf der Grundlage oberflächenanalytischer Untersuchungen wurden die Werkstoffe tribologisch optimiert. Mit den neu entwickelten Werkstoffen konnten die Reibungszahlen und/oder die Verschleißraten auf Werte gesenkt werden, Wie sie vor allem bei extremen Beanspruchungsbedingungen (hohe Temperatur, aggressives Umgebungsmedium und Festkörperreibung) von anderen Werkstoffgruppen nicht erreicht werden.
Voraussetzungen und Bedingungen für die Herstellung von Metall‐Keramik‐Verbundbauteilen
Authors: Draugelates U. , Schram A. , Grethe V.
Published: December 2004

Das Diffusionsschweißen von Metall‐Keramik‐Verbindungen kann sowohl rnit Hilfe konventioneller Diffusionsschweißanlagen als auch unter Anwendung der Heißisostatischen Preßtechnik durchgeführt werden. Der Einsatz der HIP‐Technologie ermöglicht die Herstellung verschiedenartiger Werkstoffverbunde. Aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften der metallischen und keramischen Grundwerkstoffe werden die Schweißverbindungen in der Regel mit Hilfe von Zwischenschichten hergestellt. Lediglich bei Keramiken, die ein den Metallen ähnliches Ausdehnungsverhalten aufweisen, können Direktschweißungen durchgeführt werden. Voraussetzung für alle Werkstoffverbundsysteme ist die Entwicklung einer entsprechenden Schweißtechnologie, deren Parameter bestimmend sind für Art, Ausdehnung und Zusammensetzung der Reaktionszone, und die damit die Verbindungsgute der Diffusionsschwingungen entscheidend beeinflussen.
Attrition through a partially coordinated area defense
Authors: Al‐Mutairi Dhaifalla K. , Soland Richard M.
Published: December 2004

An area defense consists of several groups that act independently, i.e., do not communicate with each other. Each group has a fixed number of defenders and a controller that allocates these defenders optimally against the individual attackers comprising an attack. We analyze the effectiveness of this partially coordinated defense against a simultaneous attack of known size in which all attackers are considered to be equally lethal. © 2004 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2005.
Press‐forming of continuous‐fiber‐reinforced thermoplastic composites
Authors: Manson Jan‐Anders E. , Schneider Terry L. , Seferis James C.
Published: December 2004

Process‐induced effects on thermoplastic‐based composites were investigated for laminates processed under high production rate conditions. Press‐formed carbon‐fiber‐reinforced poly(ether ether ketone) (PEEK) was used as a model system. The morphology and laminate quality were investigated on unidirectional laminates processed at cooling rates from 0.3 to 120°C/s and annealing of 177°C and 300°C. The laminate quality was examined for degree of consolidation, compaction, and fiber‐matrix uniformity. Combined calorimetric and density measurements, as well as micrographic techniques, were used for examination of the laminates. The fracture toughness for the laminate was measured as a function of the position over the thickness of a 40‐ply thick unidirectional laminate. This study clearly demonstrates the importance of uniform pressure distribution over the laminate to achieve a void free and homogeneous laminate.
Physical properties of some injection molded thermoplastics of various glass contents
Authors: Loveless H. S. , McWilliams D. E.
Published: December 2004

This paper discusses the influence of fiber‐glass reinforcement content on the physical properties of four theroplastic injection molded materials. In addition, the effects of binder difference (i.e., thermoplastic vs. thermosetting), associated with the reinforcement, are described.

Several properties that were expected to show response to glass content and binder differences have been examined. Among these are short‐ and long‐term tensile strength, flexural properties, compressive resistance, impact strength, deflection temperature under load (DTL), and environmental stress cracking.

This work has demonstrated that fiber‐glass reinforcement of the particular thermoplastics described in this paper has led to substantial improvements in both the stiffness and strength characteristics of the base resins. The responses to binder chemistry difference was found to be slight in many instances for the resins, as reflected by the tests described herein. However, the long‐term tensile, impact, DTL, and stress‐cracking tests have shown considerable sensitivity to binder change in some cases, especially with respect to the polypropylene, SAN and polyamide plastics. The particular response to a given binder system, however, appears to vary both with the material under test and the property used to detect such response.
Surface fracture in injection molding of filled polymers
Authors: Ballman R. L. , Kruse R. L. , Taggart W. P.
Published: December 2004

In injection molding certain polymers, fracture of the polymer stream sometimes occurs at the mold surface. This phenomenon has been found to be a tearing apart of the polymer surface layer accompanied by downstream slip of the flowing melt at the polymer/mold interface. Fracture occurs early in mold filling and is initiated usually at the gate to the mold cavity. Analysis of the fracture mechanism indicates that fracture is caused by: (1) high shearing stress in the melt as it fills the mold; (2) poor polymer/mold adhesion; and (3) low polymer surface cohesive strength.
Quantitative thermal analysis of polyblends
Authors: Bair H. E.
Published: December 2004

A new quantitative thermal analysis technique was attempted on ABS and Noryl‐type polyblends. A particular component within a polyblend was identified by its glass transition temperature and the amount of the component was determined from the increase in specific heat at the glass transition temperature.

Two commercial Noryl resins were determined to be blends of high impact polystyrene and polyphenylene oxide in 47‐47 and 69‐17 proportions by weight, respectively. Polystyrene appears to be cosoluble with polyphenylene oxide without the formation of any complex. The PS‐PPO polyblends yield single sharp glass transitions which are a function of concentration.
Fine structures and fracture processes in plastic‐rubber two‐phase polymer systems IV. Temperature and strain rate dependences of tensile properties
Authors: Imasawa Y. , Matsuo M.
Published: December 2004

Yield stress (σY) and elongation to break (εb) were measured over a wide range of temperature under three different strain rates (\documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$ \dot \varepsilon $\end{document}) for a series of polyvinylchloride‐rubber blends, ABS polymer and high‐impact polystyrene. It was found that a temperature‐strain rate reduction was possible for σY and the composite curve obtained by the superposition was expressed by the following relation:

where K1 and K2 are the material constants, and AT is the shift factor.

As for εb, a new maximum was found at around room temperature in addition to the known maximum at around the glass transition temperature of the matrix phase. The results are discussed in terms of the craze theory for rubber toughening of plastics.
Elastic properties of model two‐phase continuous composites
Authors: White P. L. , Van Vlack L. H.
Published: December 2004

The dynamic elastic moduli were measured on macroscopic models simulating two‐phase microstructures where the second phase was present as a continuous, isotropic network. Using open‐pore polymer foams with higher‐moduli, infiltrating matrices, the composite moduli were found to be linear with volume fraction of the network phase. Variations of network cell size or surface area indicated that the moduli increased with increasing interfacial area, but only when interphase wetting was present and matrix contraction upon solidification occurred. Metallic foams with a lower moduli matrix produced moduli that were compatible with existing bounding theories for composites.
Isothermal kinetic studies using a thermomechanical analyzer I. Rates of polymer swelling and dissolution
Authors: Machin D. , Rogers C. E.
Published: December 2004

The use of a commercially available thermomechanical analyzer (TMA) operated in its isothermal mode is illustrated for studies of polymer‐swelling and dissolution in liquids. Results for a variety of polymer‐swelling agent systems demonstrate that information usually requiring more sophisticated experimental techniques can be readily obtained with the TMA. In particular rates of swelling and penetrant diffusion coefficients can be determined for selected systems. Dissolution measurements, exemplified here for polystyrene in three different solvents, can be utilized to obtain steady state rates of solvent penetration and rough estimates of the interdiffusion coefficient for a system. The experimental limitations involved in both types of measurement are discussed.
Structure‐Property relationships in polyacrylate‐poly(urethane‐urea) interpenetrating polymer networks
Authors: Matsuo M. , Kwei T. K. , Klempner D. , Frisch H. L.
Published: December 2004

Interpenetrating polymer networks of polyacrylate (A) and poly (urethane‐urea) (U) were prepared by mixing lattices of self‐curing polyacrylate and urethane‐urea prepolymer followed by subsequent curing of each network. The structures of the mixtures were analyzed by the dynamic viscoelasticity and the electron microscopy. It was found that a phase inversion occurred from the “U‐phase particles in A‐phase matrix” to the “A‐phase in U‐phase matrix” at A/U ≑ 30/70 as the U‐phase content increases.

With increasing A‐phase content, tensile strength started to increase and elongation‐to‐break becomes almost constant after the A‐phase formed a continuous phase. This implies that the tensile properties are closely related to the morphological features.
High‐temperature molding of pyrrones
Authors: Johnson C. L. , Bagley E. B. , Tolbert T. L.
Published: December 2004

The cross‐linked, ladderlike structure of cured pyrrones is not susceptible to forming at ordinary temperatures and pressures. At unusually high processing temperatures, of the order of 500°C, these intractable materials are observed to undergo transient flow sufficient to allow molding of the material. This observation, supported by analytical information, suggests that the flow occurs because of the breakage of covalent organic bonds and subsequent structural rearrangement of the cross‐linked polymer network. This is in accord with a number of isolated reports of the pyrolytic behavior of several polymers.
Survey of a new concept—liquid resin molding
Authors: Uglione H. L.
Published: December 2004

The need for low‐pressure molding of electronic assemblies and devices has long been realized by customers and plastic processors throughout the military, space, and commercial industry. Probably the single, greatest advance in this area to date has been the introduction of liquid resin molding or, as sometimes called, liquid transfer molding and liquid injection molding. This paper briefly discusses the studies being conducted in the area of material developments, applications, and tooling considerations and cites several case histories comparing the advantages of liquid resin molding vs powder molding. This paper also includes the relatively new efforts being investigated for economical mass production of solid state light‐emitting diodes and solid state optical numerical readouts.
The effect of temperature on the elastic properties of polymer melts
Authors: Han C. D.
Published: December 2004

A correlation is developed between the melt elasticity and temperature, the melt elasticity being defined by the normal stress difference. The correlation follows the form of the Arrhenius equation, for the temperature range tested, for high density polyethylene and polypropylene melts. Measurements were taken using the capillary rheometer which is described in detail in the author's earlier publications. The author further presents a correlation between the pressure drop at the entrance of a capillary and the residual pressure at the exit of the capillary (exit pressure). The correlations presented in the paper support the author's earlier contention that the exit pressure is indeed a manifestation of elastic behavior.
Capillary extrusion of composite materials
Authors: Lim Timothy T. S.
Published: December 2004

Investigations on the extrusion characteristics of composite systems were performed on the Sieglaff‐McKelvey capillary rheometer, with particular emphasis on the characterization of flow instability and “melt fracture” phenomena. The mechanisms of melt fracture appear to be identical for both the filled and unfilled polymers (1. Polyethylene with glass beads; 2. Ethylene‐propylene copolymer with graphitized carbon black). In all cases, the flow curves exhibit a plateau at some value of the shear stress. Above this shear stress plateau, melt fracture occurs. Although slip flow is the dominant mode of transport during melt fracture, the slippage in the tube may not be a necessary condition for the subsequent severe melt fracture.
Melt flow instabilities in capillary flow of two‐phase polymer systems
Authors: Han C. D. , Lamonte R. R.
Published: December 2004

An experimental study was made of melt flow instabilities in extrusion of two‐phase polymer systems. For the study, blends were prepared from two polymers: polystyrene (Dow Chemical STYRON 686) and high density polyethylene (Union Carbide DMDJ 4309). The experimental technique used in the present study was the same as that described in a previous paper by the authors. The study shows that there are abrupt increases both in exit pressure and in the recoverable shear strain (defined as the ratio of the exit pressure to shear stress) at the critical flow conditions. It has also been found that an addition of a small amount of high density polythylene (2.5 wt‐% and 5.0 wt‐%) increases the critical shear rate of polystyrene and hence results in a higher throughput rate before extrudate distortion is actually observed. This result is explained in terms of the independently determined melt elasticity of the two‐phase systems investigated.
Polybutadiene/polystyrene interpenetrating polymer networks
Authors: Curtius A. J. , Covitch M. J. , Thomas D. A. , Sperling L. H.
Published: December 2004

Interpenetrating polymer networks (IPN's) of polybutadiene (PB) and polystyrene (PS) were prepared using both random (containing 36% cis, 55% trans, and 9% 1,2 vinyl) PB and high‐cis PB. For both series, a wide range of PB/PS compositions were synthesized. Using samples stained with osmium tetroxide, electron microscope studies revealed an irregular cellular structure of a few hundred Ångstrom diameter with the first component, PB, making up the cell walls. The size of the cells was found to depend on the PB crosslink density for the random materials. Modulus‐temperature data revealed two distinct glass transitions, confirming the microscopy finding of two phases. However, the transition temperature and transition slope varied with composition, and with the microstructure of the polybutadiene, giving evidence of significant molecular mixing. Stress‐strain data on the IPN's showed that materials rich in PB behave like self‐reinforced elastomers. Charpy impact resistance experiments on materials rich in PS indicated values of 5 ft‐lb/in. of notch, which compares well with graft‐type polyblends of similar PB/PS composition. The results were interpreted in the light of the recent theoretical work of Bragaw, who considered the importance of the distances between domain boundaries with respect to crack acceleration mechanics. Although the IPN's considered herein exhibited somewhat less than the predicted optimum phase dimensions, the arrangement of the domains is different from ordinary impact resistant plastics.
The optical properties of two‐phase polymer systems: Single scattering in monodisperse, non‐absorbing systems
Authors: Conaghan B. F. , Rosen S. L.
Published: December 2004

Two‐phase polymer systems have achieved commercial importance due mainly to the improvement in impact strength brought about by the addition of dispersed rubber particles to a normally brittle glassy polymer. Rubber‐reinforced polystyrene and ABS plastics are two familiar examples. An important drawback of this class of materials is their lack of transparency, caused by the scattering of light at the interface between the phases. The theory of light scattering by spherical particles indicates that the degree of scattering (turbidity) is a function of the amount of dispersed phase present, its particle size, the ratio of refractive indices of the phases, and the wavelength of light. Quantitative predictions of the effects of the above parameters on the transparency of two‐phase systems can be made, providing answers to the questions “How close must the refractive indices be?” and “What size must the dispersed‐phase particles be?” for a given level of transparency. Calculations for typical polymer pairs reveal that at a given dispersed‐phase level, a maximum in turbidity is obtained roughly in the range of particle sizes thought to be necessary for good impact strength. Also, if the refractive indices are matched at a particular temperature, small particle sizes greatly increase the temperature range over which scattering is minimized.
Deep drawability of biaxially rolled thermoplastic sheets
Authors: Broutman L. J. , Kalpakjian S. , Chawla J.
Published: December 2004

The deep drawability of biaxially cold‐rolled thermoplastic sheets has been studied using polycarbonate, polyvinyl chloride, and acrylonitrile‐butadiene‐styrene polymers. Each polymer was rolled to two different reductions in thickness. The deep drawability of these rolled sheets was measured by determining the limiting draw ratio using a Swift cup test. Strain ratios were measured in three directions for each of the rolled sheets in order to determine the normal and planar anisotropy of the sheets. It has been determined that the drawability of a sheet can be correlated with the normal anisotropy of the sheet and it is the increase in normal anisotropy of a sheet which increases the drawability of the sheet. It has also been shown that lubrication increases the drawability due to a reduction in punch force.
On the re‐equilibration of nylon 6
Authors: Reimschuessel H. K. , Nagasubramanian K.
Published: December 2004

Based upon known polymerization kinetics, the extent and rate of re‐equilibration of nylon 6 have been analyzed. Relationships have been developed for the calculation of the rates of molecular weight change and monomer regeneration as functions of initial water concentration, degree of polymerization, and type and concentration of end groups. The results are in good agreement with published data.
Growth of fatigue cracks in polycarbonate
Authors: Arad S. , Radon J. C. , Culver L. E.
Published: December 2004

The rapid increase in the rate of application of thermoplastics in engineering design problems and the interest in the structural use of these materials have resulted in the requirement of comprehensive information about the behaviour of thermoplastics when subjected to cyclic loading conditions. In addition to the “total fatigue life” data already available for many materials, attempts have been made to analyse the crack initiation and steady crack growth processes and determine the effects of parameters such as mean load, frequency and crack geometry on the rate of crack propagation. The results of an investigation of these aspects of fatigue crack growth in a brittle thermoplastic, polymethylmethacrylate (PMMA), have already been reported. In this paper, the results of a test program devised to study the behaviour, at room temperature and in air, of a polycarbonate, (PC), under similar loading conditions, are presented. Fracture Mechanics concepts have been used to analyse the results. It was found that a relationship of the form ȧN = β λn already shown to predict the cyclic fatigue crack propagation rate in PMMA, is also applicable to polycarbonate. However, when the effects of frequency and loading rate were studied, it was found that after the magnitude of parameter K̇( = ΔK/half the periodic time) exceeded 4000 lbf in. −3/2 s−1, the influence of the mean level of stress intensity factor, Km, became negligible in comparison to the effect of ΔK.
Thermal conductivity of polyethylene: The effects of crystal size, density and orientation on the thermal conductivity
Authors: Hansen D. , Bernier G. A.
Published: December 2004

Thermal conductivity measurements were made on polyethylene samples which had been crystallized at different temperatures in order to vary density and lamellar crystal thickness. Tests were also made on polyethylenes which were oriented by mechanical shearing and by crystallization in a temperature gradient. The thermal conductivity increased linearly by 50% as the density went from 0.96 to 0.99 gm/cc. By orientation the conductivity was increased ten fold in the direction of molecular orientation and decreased two fold in the perpendicular direction. For samples oriented by deformation at different temperatures, the conductivity apparently correlates with birefringence.
Principles of rotational molding
Authors: Rao M. Anandha , Throne James L.
Published: December 2004

Rotational molding is a process by which powdered or liquid plastics are converted into hollow articles. This paper is devoted to the theoretical understanding of the process of rotational molding. There are seven sections:

The Art, wherein we describe the process, discuss previous attempts at understanding the process, and mention processes that are similar in principle to rotational molding.

Transient Heating of Mold Surface, wherein we show that the criterion for selection of mold materials is the ratio of the thermal diffusivity to the thermal conductivity, and present the heating curve for a mold in a rotational mold machine.

Melting of Plastic Powder in a Rotating System, wherein we discuss in detail those physical powder characteristics that are necessary for good flow within the mold cavity.

Fluid Flow During Rotational Molding, wherein we discuss the velocity profiles within the melt film, point out that there is very little bulk polymer flow possible within the mold cavity under normal processing conditions, and consider capillary flow forces and surface wetting.

Sinter‐Melting, wherein we compare the Kuczynski‐Neuville empirical sintering model with the Lontz viscoelastic model, conclude that the latter is correct for the sintering of materials such as ABS, and apply the Frenkel glass densification theory to the prediction of void disappearance in sinter‐melt polymers.

Degradation, wherein we compare our experimental tensile strengths of polystyrene, obtained at varying oven cycle times and oven set point temperatures, with values obtained from degradation models given in the literature.

Laboratory Simulation of Rotational Molding, wherein we propose two series of experiments, the first series being carried out without using rotational molding equipment, and the second using rotational molding equipment with molds having relatively simple geometries.
The effectiveness of polymer additives as determined by torsional braid analysis
Authors: Williams Bernard L.
Published: December 2004

Torsional braid analysis has been explored as a means of providing a quantitative measure for the effectiveness of polymer additives. Quantitative determinations have been made of antioxidant activity of selected compounds when formulated with certain elastomers prone to oxidative crosslinking on heat aging. The torsional braid technique has been used to determine the time dependence of the sharp torsional modulus increase which corresponds to a change from a rubbery to a highly crosslinked state. This time dependence is taken as a measure of the rate of oxidative crosslinking in heat‐aged elastomer films coated on a Fiberglas braid. In this manner an assessment of antioxidant activity can be made. The effect of concentration and aging temperature on antioxidant activity can be made also. It has been also possible to use this technique to study the effect of structural changes in an antioxidant on its resultant activity. Feasibility studies have also been made on antiozonants in natural rubber and cis‐polybutadience at three temperatures. A value of 10.9 Kcal/mole was calculated for the activation energy for the oxidative crosslinking reaction of cis‐polybutadiene.
The injection molding of thermoplastics part I: Theoretical model
Authors: Kamal M. R. , Kenig S.
Published: December 2004

A mathematical model is proposed for the quantitative treatment of the injection molding of thermoplastics as it relates to the behavior of polymer in the cavity. The model is based on setting up the equations of continuity, motion, and energy for the system during each of the stages of the injection molding cycle (filling, packing and cooling) and the coupling of these equations with practical boundary conditions. The treatment takes into consideration the non‐Newtonian behavior of the melt, the effect of temperature on density and viscosity, the latent heat of solidification, and the differences in thermal properties between the solid and the melt. In employing the model, it is necessary to know the pressure‐time variation at the cavity entrance. Numerical solutions have been obtained for the case of spreading radial flow in a semi‐circular cavity. The numerical results yield significant data on the progression of the melt front, the flow rate, and the velocity profiles at different times and positions in the cavity. They also yield temperature and pressure profiles throughout the packing and cooling stages.