bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Quantitative Bestimmung der Gefügeinhomogenität bei richtungsabhängiger Partikelverteilung
Authors: Öchsner Andreas , Gegner Jürgen , Grácio José J.A.
Published: December 2013

Kurzfassung

Die Charakterisierung und quantitative Analyse inhomogener diskontinuierlicher Gefüge stellt wegen der hohen Relevanz für technische Legierungen, insbesondere in den Bereichen Qualitätskontrolle und Eingangsprüfung, eine praktisch wichtige Aufgabe der Metallographie dar. Repräsentative eindimensionale Modellverteilungen bilden darüber hinaus Eingabedaten für Simulationsrechnungen beispielsweise von diffusionsgesteuerten Prozessen in der Wärmebehandlungstechnologie oder der Charakterisierung von Porenverteilungen im Rahmen der Schädigungsmechanik. Die vorliegende Arbeit erläutert ein Verfahren zur Charakterisierung inhomogener Teilchenanordnungen auf Grundlage der digitalen Bildanalyse metallographischer Schliffaufnahmen. Es wird ein geeigneter Parameter zur Gefügebewertung vorgeschlagen. Durch ein einfaches Berechnungsverfahren kann eine realistische eindimensionale Modellverteilung abgeleitet werden. Die Methode wird beispielhaft auf Wälzlagerstahl 100Cr6 angewandt.
Analysis of NiO and CeO2 Buffer Layers foir YBCO Coated Conductors on Textured Ni Substrates
Authors: Park Hai-Woong , Kim Chan-Joong
Published: December 2013

NiO and CeO2 buffer layers for YBa2Cu3O7 (YBCO) coated conductors were deposited on biaxially textured Ni substrates by a metal-organic chemical vapor deposition(MOCVD). The Ni tape substrate was fabricated by sintering of Ni powder at 1100°C for 6h, and cold-rolled into thin tapes. The subsequent heat treatment of the Ni tape at 1000°C resulted in (200) texture development. The surface conditions of the coating layers were characterized as a function of the oxygen partial pressure (PO2) and deposition temperature. According to the Atomic Force Microscopy and SEM results, the average surface roughness of NiO was in the range of 3.1 4.6 nm which was much smoother than that prepared by an oxidation method. In the case of CeO2 films, the surface roughness was kept less than 15 nm up to the deposition temperature of 500°C, but it rapidly increased at T = 520°C due to rapid grain growth of the CeO2. The (200) texture of CeO2 was formed at T=500°C-520°C, t = 3–15 min and PO2=2.30 torr.
Schadensanlyse an einer gebrochenen Hebevorrichtung
Authors: Zgraggen Markus , Piskoty Gabor , Winkler Rolf , Trüllinger Samuel , von Trzebiatowski Oliver
Published: December 2013

Kurzfassung

Gebrochene Aufhängevorrichtungen für Betonplatten, die aus einem Baustellenunglück stammen, wurden einer Schadensanalyse unterzogen. Dabei konnte mittels fraktographischer Methoden nachgewiesen werden, dass die Aufhängungen spröde Gewaltbrüche im Bereich der Schweissnähte aufwiesen. Metallographisch konnten Aufhärtungen und Risse in der Wärmeeinflusszone nachgewiesen werden. Die rechnerische Überprüfung der Bauteile hat ergeben, dass im Baustellenbetrieb unzulässig hohe Beanspruchungen aufgrund einer ungünstigen Konstruktionsweise aufgetreten sind. Bei einem intakten Werkstoffzustand würden sich Überbelastungen durch plastische Deformationen bemerkbar machen, welche im vorliegenden Fall aufgrund der Kerbwirkung und damit verbundener mehrachsiger Spannungszustände aber in einem Sprödbruch geendet hatten. Die Untersuchung hat zum Ergebnis, dass die Konstruktion primär aufgrund eines Schweissfehlers versagt hat. Wegen falscher Werkstoffwahl kam es zu Aufhärtungen, Rissbildungen und damit verbundenen Versprödungen in den Wärmeeinflusszonen der Schweissungen.
Vermessung und Bewertung der Oberflächentopographie von Mikrobauteilen
Authors: Horsch Christoph , Schulze Volker , Löhe Detlef
Published: December 2013

Kurzfassung

Tastschnittgeräte, wie sie üblicherweise zur Rauheitsmessung verwendet werden, sind zur Oberflächenanalyse von Mikrobauteilen nur sehr eingeschränkt einsetzbar. Die Verwendung der konfokalen Weißlichtmikroskopie als berührungsloses optisches Messverfahren zur Topographievermessung von Mikrobauteilen wird vorgestellt. Da die herkömmlichen Rauheitsnormen bei Mikrobauteilen aufgrund der kurzen verfügbaren Messstrecken an die Grenze ihrer Anwendbarkeit stoßen, wird ein neuer Rauheitsparameter für Mikrobauteile vorgeschlagen.

Darüber hinaus wird die Vermessung von Formelementen an Mikrobauteilen mittels konfokaler Weißlichtmikroskopie vorgestellt.
Dünne Bänder aus CuAlNi-Formgedächtnislegierungen hergestellt durch Melt-Spinning
Authors: Unterweger Elfriede , Lojena Gorazd , Kneissl Albert C. , Anžel Ivan
Published: December 2013

Kurzfassung

Die Verwendung von Formgedachtnislegierungen fur Mikroaktuatoren stellt ein potentielles Anwendungsfeld dar, wobei hier neben den Nickel-Titan-Legierungen auch Legierungen auf Kupfer- Basis ihre Einsatzmoglichkeiten finden, da diese hohere Schalttemperaturen erreichen konnen und kostengunstiger sind.

Im Rahmen dieser Arbeit wurden dunne Bander aus CuAlNi-Legierungen durch Melt-Spinning hergestellt. Mittels dieses Verfahrens konnen durch geeignete Wahl der Prozessparameter Bander mit einer Dicke im Bereich von 50–250 μm produziert werden. Die Untersuchung des Gefuges und der Struktur erfolgte mit herkommlichen Untersuchungsmethoden. Problematisch war hier vor allem die Probenpraparation aufgrund der geringen Groöe der Proben. Die Umwandlungstemperaturen wurden durch DSC-Messungen bestimmt. Ein nachfolgendes Walzen konnte die Oberflachenbeschaffenheit und Homogenitat der Bander im Hinblick auf die Dicke entscheidend verbessern.
Microstructural Investigation of Hard Phases in As-Cast Ni-Ti Memory Alloy
Authors: Raz Sadegh Badakhshan , Sadrnezhaad S. K.
Published: December 2013

Ti4Ni2O, Ti4Ni2N, TiC and Ti2Ni are brittle compounds usually formed during production and processing of the Ti-Ni SMA alloys. These compounds adversely affect on workability and shape memory properties of the alloy. This paper presents most recent findings related to the morphologies of various inclusions and Ti-Ni phases formed during and after vacuum induction melting and casting of Ti-45wt.% Ni material. Cast samples were mechanically and/or electrolytically polished and etched. Extensive optical and scanning electron microscopic studies were carried out to characterize the composition and microstructure of the as cast Ti-Ni alloys. Results indicated that mechanical polishing followed by etching was not proficient to reveal sufficient data on physical specifications and morphological changes of the born brittle oxide and nitride and carbide phases. An innovative set of electropolishing/etching conditions was, therefore, prescribed to yield detailed information on morphologies of the brittle phases. Experimental conditions were devised for characterization of the Ti2Ni precipitates, as well.
The Effect of Micro-Alloying Addition of Ca and Ma on Castability and Performance of Mg-Based Sacrificial Anodes
Authors: Wielage B. , Mücklich S.
Published: December 2013

Castability and electrochemical properties of the as-cast Mg-alloys, i.e., Mg-Xwt%(X=0.22∼1.31)Ca alloy, Mg-Xwt%(X=0.24∼0.26)Mn-Y wt% (Y=0.10∼0.14)Ca alloys were evaluated. Out of these alloys, the Mg-0.26wt%Mn-0.14wt%Ca alloy shows the highest efficiency and lowest open-circuit potential. Flow length of the specimens decrease with an increase of Ca content. Serious decrease of flow ability in Mg melt is observed in Mg-1.31wt%Ca alloy. However, flow length of Mg-Ca alloys is negligibly influenced by small amounts of Mn addition. The improved performance of Mg-Ca alloys, regardless of Mn addition is attributed to the homogeneous and refined microstructures, extremely electronegative potential of Ca. It is considered from that serious reduction in flow reduction of Mg-1.31wt%Ca alloy is due to cast from large solidification interval.
A Study on the Creep Cavitation in an Ni3Al Alloy Using the Hydrogen Embrittlement Technique
Authors: Kim Ho-Kyung , Kim Sung-Hoon , Hyun Chang-Young
Published: December 2013

In this study, the hydrogen embrittlement technique was employed in order for the direct observation of entire cavities on exposing grain boundary facets in a Ni3Al alloy. Also, stereo pair SEM micrographs were used to investigate the effects of inclined angle of grain boundary on cavity growth, by comparing relative positions of features on the stereo pair. Many of cavities at 65% of the rupture time are on the verge of coalescing with other cavities. Cavities on inclined boundaries had grown for longer time than those on transverse boundaries. Thus, the time to cavity coalescence on transverse facets are lower bound of the material lifetime. And, overall damage was found to have the value of about 0.6 at rupture.
Characterisation of the Phases in As-Cast CF3M Steel
Authors: Janovec Jozef , Šuštaršič Borivoj , Godec Matjaž , Jenko Monika , Medved Jožef
Published: December 2013

Metallographic observations and thermodynamic calculations were used to characterise the solidification and the microstructure formation during casting in three modifications of CF3M steel. By combining the results it was possible to outline the basic microstructure changes which are the same for all three modifications. It was shown that light microscopy is more useful for material characterisation when it is combined with credible thermodynamic predictions, and vice versa.
Gefüge und Beständigkeit von Kupfer-Aluminium-Legierungen
Authors: Tikana L. , Heßing C. , Pohl M. , Benkißer G.
Published: December 2013

Kurzfassung

Insbesondere im maritimen Sektor und in der chemischen Industrie, wo hohe Anforderungen an die Werkstoffe, hinsichtlich ihrer mechanisch-technologischen und Gebrauchs­eigenschaften gestellt werden, haben sich die Kupfer-Aluminium-Legierungen aufgrund der optimalen Verknüpfung der hervorragenden Korrosionsbeständigkeit in einer Vielzahl aggressiver Medien mit überdurchschnittlichen mechanischen und guten physikalischen Eigenschaften gut bewährt. Deshalb nehmen sie unter den Kupferwerkstoffen eine besondere Stellung ein.
TEM-Präparation mittels „low-voltage“-FIB
Authors: Altmann Frank , Graff Andreas , Simon Michél , Hoffmeister Himar , Gnauck Peter
Published: December 2013

Kurzfassung

Die Zielpräparation von elektronentransparenten Querschnitten wird in der Halbleiterindustrie in der Regel mit fokussierten Ga-Ionenstrahlen (FIB) durchgeführt. Es wird am Beispiel von Si und GaAs gezeigt, dass die Reduzierung der Beschleunigungsspannung der Ga-Ionen von 30 kV auf 2 kV „low voltage“ die Schädigung der Probenoberfläche durch die Bestrahlung vermindert bzw. beseitigt. Die stetige Verbesserung der Abbildungsleistung der Ionenquellen auch bei geringen Beschleunigungsspannungen macht die „low voltage“ Politur von elektronentransparenten TEM-Lamellen zu einer praktikablen Methode zur signifikanten Verminderung von Präparationsartefakten.
Influence of Solution Treatment, Sr-Modification and Short Fibre Reinforcement on the Eutectic Morphology of Al-Si Alloys
Authors: Adrián Lasagni Fernando , Degischer Hans Peter , Papakyriacou Maria
Published: December 2013

An experimental study has been conducted on different unmodified and Sr-modified Al-Si alloys and one short fibre reinforced AlSi7 alloy (SFRM) to evaluate the morphological differences of eutectic Si in the as cast condition and after solution treatments. Al-Si alloys, with 7% and higher content of Si, present a percolating Si-network in the as-cast condition. The addition of strontium produces morphological changes in the network from lamellar Si to a fine dispersed coral fibrous like architecture. Spheroidization and coarsening of the eutectic Si architecture is studied after different exposure times at 540°C. It is observed that the integrity of these networks is very sensitive to solution treatment disintegrating into Si particles decreasing the hardness of the alloys. This effect is avoided by the embedding of alumina fibres into an AlSi7 matrix forming an Al2O3-Si-network. The morphology and rigidity of these isolated structures revealed by deep etching and hardness tests are studied after different solution treatment times.
Schichtbildung auf der Oberfläche einer Cu-Legierung mittels FeMn-Pulver durch Anwendung des WIG-Verfahrens und Überprüfung des Verschleißverhaltens dieser Schicht in Verbindung mit den Produktionsparametern
Authors: Turhan Hüseyin
Published: December 2013

Kurzfassung

In dieser Arbeit wurde auf einer speziell legierten Materialfläche aus Cu, Ferromanganpulver durch Anwendung des WIG-Verfahrens aufgebracht. Der Überzug erfolgte unter anderem durch Variation der Pulvermenge und der Stromstärke. Punktuelle Analysen dieser Schichten wurden mit einem Rasterelektronenmikroskop (SEM) und mit Hilfe der energiedispersiven Röntgenmikrobereichsanalyse (EDX) durchgeführt. In Abhängigkeit von der auf der Oberfläche legierten Pulvermenge wurden dabei verschieden erhöhte Härtewerte erhalten, was auf die Bildung intermetallischer Phasen zurückzuführen ist.

Die Abrasionsversuche wurden unter trockenen Bedingungen durchgeführt und die Effekte der Produktionsparameter auf das Verschleißverhalten untersucht. Die Herabsetzung des Verschleißwiderstandes konnte auf die Bildung intermetallischer Einlagerungen der Materialien wie Al2O3 und MnS zurückgeführt werden. Die Bildung intermetallischer Phasen, deren Atome mit metallischer Bindung wie Cu2FeAl7 miteinander verbunden sind, erhöhte somit den Verschleißwiderstand.
Gefüge und mechanische Eigenschaften von druckgegossenen Magnesium-Lithium-Legierungen
Authors: Regener Doris , Dietze Gabriele , Schröder Annelore , Pinkernelle Annette
Published: December 2013

Kurzfassung

Im Kaltkammerverfahren druckgegossene Zugproben unterschiedlicher Form aus Magnesium-Lithium-Legierungen werden hinsichtlich ihrer Zugfestigkeit Rm, Dehngrenze Rp0,2 und Bruchdehnung A miteinander verglichen. Die Ergebnisse werden auf der Basis der Gefügeausbildung und der in Abhängigkeit vom Gießverfahren entstehenden Inhomogenitäten diskutiert.

Es zeigt sich, dass gießbedingte Inhomogenitäten die Verformungsfähigkeit des Materials besonders beeinträchtigen. Bei konstanter chemischer Zusammensetzung wirkt sich eine gleichmäßige Zweiphasenstruktur aus feinlamellaren Mg-reichen α-Mischkristallen, die in eine Li-reiche β-Matrix eingebettet sind, günstig sowohl auf die Festigkeit als auch auf die Bruchdehnung aus.
Mikrostrukutrelle Änderungen an SiC beschichteten und mit WIG Schweißtechnik erzeugten Metalloberflächen eines 45Mn5 Stahls
Authors: Yildiri M. Mustafa , Buytoz Soner , Ulutan Mustafa
Published: December 2013

Kurzfassung

In dieser Arbeit wurden mikrostrukturelle Änderungen von SiC-beschichteten Metalloberflächen eines 45Mn5-Stahls untersucht, die durch die Wolfram-Inertgas-Schweißtechnik (WIG) hergestellt wurden. In Abhängigkeit von Arbeitsparametern, z.B. von der Größe der Energieeinführung und von der benutzten Pulvermenge, erhält man verschiedene charakteristische Mikrostrukturen an beschichteten Oberflächen. Bei Arbeiten mit kleineren Pulvermengen erreicht man ein dendritisches Gefüge, während eine Erhöhung der Pulvermenge nach einer eutektischen Umwandlung zur Bildung der primären Dendriten mit intermetallischen Fe7C3−, FeSi2− und SiC-Verbindungsphasen führt. Durch Entstehung von Karbiden und sonstigen anderen Phasen wurden die Härtewerte der beschichteten Oberfläche merklich verändert. Die maximale Härte von 1058 HV wurde bei Oberflächen erhalten, die bei 30,1 kJ/cm Energieeinführung und 2,5 g Pulverzusatz erzeugt wurden, da unter diesen Arbeitsparametern SiC- und Fe7C3-Karbide entstanden.
Schadensuntersuchung an einer POM-Überwurfmutter
Authors: Trüllinger Samuel , Zgraggen Markus , von Trzebiatowski Oliver
Published: December 2013

Kurzfassung

Im Rahmen einer Schadensexpertise wurde eine gebrochene POM-Überwurfmutter aus der Lebensmittelindustrie untersucht. Zur Anwendung kamen fraktographische Methoden sowie die Dünnschlifftechnik. Es konnte nachgewiesen werden, dass die Überwurfmutter aufgrund von Spannungsrisskorrosion versagte. Als spezifisches, korrosives Medium wirkte dabei das Lebensmittelextrakt aus einer Abfüllanlage, in der die Überwurfmutter eingesetzt war.
Microstructure Characterization of Al-Al2O3p Composites Produced By High Energy Ball Milling
Authors: Özdemir Ismail , Ahrens Sascha , Mücklich Silke , Wielage Bernhard
Published: December 2013

Ultra fine grained composites of an aluminum alloy reinforced with particulate Al2O3 of 5 and 15 vol.% were produced using the high energy ball milling (HEM) method. The changes in size and distribution of particles, i.e. Al2O3 and CuAl2 hard phase, in the aluminum matrix were scrutinized during the milling process, ranging from 10 min to 8 h. Evaluation of the microstructures has shown that after short milling times reinforcing particles are observed rarely inside the matrix powder showing almost no change in particle size but smearing and sticking to the deformed particles. With further milling of composite powders, 2 h and more, the reinforcement particles were broken into small particles becoming finer (less than 1 μm) and more uniformly distributed in the aluminum matrix. SEM investigations also revealed that longer periods of milling lead to ultrafine intermetallic compound phase of CuAl2 within the aluminum matrix, which could be also confirmed by XRD.
Gefügecharakterisierung eines Warmarbeitsstahls mit martensitisch- bainitischem Mischgefüge
Authors: Mayer Svea , Pölzl Silvia , Hawranek Gerhard , Scheu Christina , Leitner Harald , Clemens Helmut , Siller Ingo
Published: December 2013

Kurzfassung

Warmarbeitsstähle werden bevorzugt zur Verarbeitung von Leichtmetalllegierungen, als Warmfließpresswerkzeuge und Druckgießwerkzeuge eingesetzt. Um den Anforderungen im Einsatz zu genügen, müssen diese Stähle ausgezeichnete mechanische und thermo-physikalische Eigenschaften aufweisen. Diese sind von der chemischen Zusammensetzung, der Wärmebehandlung während des Herstellungsprozesses und der damit verbundenen Mikrostruktur abhängig. Demzufolge ist eine Identifikation der einzelnen Gefügebestandteile für die Optimierung von Warmarbeitsstählen unabdingbar. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Verbesserung von bestehenden Präparations-methoden für licht- und rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen des Warmarbeitsstahls X37CrMoV5-1 sowie der Ermittlung von geeigneten Verfahren zur mikrostrukturellen Charakterisierung dieses Werkstoffs. Zur Einstellung einer definierten Mikrostruktur und zur Analyse auftretender Phasenumwandlungen wurden Dilatometermessungen durchgeführt. Neben der Beschreibung der Probenpräparation wird auch auf die wichtigsten Ergebnisse der mikrostrukturellen Untersuchungen eingegangen.
Gefügeentwicklung durch Wärmebehandlung an Magnesiumlötverbindungen
Authors: Wielage Bernhard , Mücklich Silke
Published: December 2013

Kurzfassung

Lötverbindungen mit Zn-Mg-Al-Loten an Magnesiumgrundwerkstoffen bilden in Abhängigkeit vom Grundwerkstoff und von der eingesetzten Lotlegierung sehr unterschiedliche Gefüge aus. Wie bereits in [1] beschrieben, kommt es bei Einsatz binärer Mg-Zn-Lote zu der Beobachtung, dass das Lot bedingt durch die beschleunigte Abkühlung während des Lötvorganges kein feinlamellares eutektisches Gefüge ausbildet, sondern in einem Gemisch mikrokristalliner, intermetallischer Phasen erstarrt. Da sich diese Morphologie negativ auf die mechanischen Eigenschaften auswirkt, wird versucht, durch eine nachgeschaltete Wärmebehandlung eine günstigere Gefügeausbildung zu erzielen.
Einfluss von thermomechanischer Behandlung auf die Mikrostruktur von pseudoelastischem NiTi am Beispiel von Komponenten für Brillengestelle
Authors: Frotscher M. , Menges C. , Diehl O. Th. , Eggeler G.
Published: December 2013

Kurzfassung

Eines der in der Literatur am häufigsten aufgeführten Anwendungsbeispiele für Nickel-Titan-Formgedächtnislegierungen (NiTi-FGL) sind Komponenten für Brillengestelle [1–3]. Dabei werden insbesondere die Nasen- und Seitenbügel, sowie Verbindungselemente aus diesem Werkstoff hergestellt [4–6]. Für den Nutzer hat dies den großen Vorteil einer erhöhten Flexibilität bei erzwungener Verformung zum Beispiel beim Verbiegen oder Herunterfallen der Brille. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden Brillenkomponenten verschiedener Hersteller aus NiTi mit Hilfe von rasterelektronenmikroskopischen Methoden untersucht. Die Proben wurden dabei verschiedenen thermomechanischen Behandlungen unterzogen, um deren Auswirkung auf die Mikrostruktur und sowie auf die funktionellen und strukturellen Eigenschaften zu charakterisieren.
Microstructural Characterization of Ballistic Damage in Dry Pressed Alumina Ceramics
Authors: Soykan H. Ş. , Gencer Y.
Published: December 2013

Alumina ceramics are one of readily available and cost-effective materials for ceramic-based ballistic applications. As impact velocity is most important parameter in armor design, ceramic microstructures have key role for better understanding of the ballistic penetration. Dry pressed alumina tiles bonded to fiberglass laminate backings have been tested in the ballistic experiments for low and high impact velocities. The microstructural changes and damage mechanisms have been characterized by scanning electron microscopy (SEM). Radial and conical types of cracks have been observed in the alumina ceramics tested. The damage mechanisms have changed in accordance with the impact velocity
Mikrostruktur einer C/C-Cu Verbindung für Erste-Wand-Komponenten des ITER
Authors: Eidenberger Elisabeth , Scheu Christina , Hawranek Gerhard , Leitner Harald , Clemens Helmut , Pippan Reinhard , Schedler Bertram
Published: December 2013

Kurzfassung

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde eine von der Firma PLANSEE entwickelte C/C-Cu-Verbindung hinsichtlich der auftretenden Mikrostruktur der Grenzfläche untersucht. Die Kenntnis des Aufbaus der Verbindungszone ist essentiell für das Verständnis des mechanischen Verhaltens der Verbindung. Zum einen wurden daher die auftretenden Phasen mittels Röntgenspektroskopie analysiert, zum anderen wurde die Morphologie des Grenzflächenbereichs an Querschliffen im Rasterelektronenmikroskop untersucht. Es wurden dabei mit unterschiedlichen Herstellparametern gefertigte Proben analysiert. Es zeigt sich, dass abhängig vom Si-Gehalt, deutlich unterscheidbare Mikrostrukturen in der Verbindungszone C/C-Cu entstehen, die in weiterer Folge auch für das unterschiedliche mechanische Verhalten verantwortlich sind.
Microstructural Changes During Internal Oxidation of a Ag-Sn Alloy
Authors: Brunčko M. , Kneissl A. C. , Anžel I.
Published: December 2013

Electrical contact materials are expected to combine improved mechanical and physical properties with good corrosion resistance at increased temperatures. One of the most widely used groups of contact materials are internally oxidized dispersion hardened silver alloys. The principle of their production involves selective oxidation of less noble solute elements (usually Mg, Al, Sn, Cd and Zn) forming the fine dispersion of oxide particles in the solvent silver matrix. In this study the internal oxidation of dilute silver alloy containing 2 at. % of tin was extensively investigated. The morphological evolution of the alloy and the internal oxidation kinetics were determined by several metallographic examinations and in-situ electrical resistance measurements in the air atmosphere and in the temperature range from 600°C to 800°C. The results of experiments and their analyses show that the microstructural changes during internal oxidation of Ag-Sn alloy are strongly dependent on the annealing temperature. At the highest temperatures the perfectly dispersive distribution of the oxide particles SnO2 in the silver matrix was found, while at lower temperatures the formation of inner oxide bands and distribution of oxide particles along the grain boundaries is predominate.
Application of Fractional Design of Experiments to the Optimisation of the Hardness and Microstructure of Duplex Cast Rolls
Authors: Asensio-Lozano J. , Álvarez-Antolín J. F.
Published: December 2013

In the present paper, the results of a fractional design of experiments (DOE) with 16 experiments for 7 factors and resolution IV are presented. The goal was to identify the active roll manufacturing factors that influence roll barrel hardness after a double tempering treatment, the primary austenite grain size and its volume fraction, and the volume fraction of ledeburite in the outer ring layer of duplex work rolls made of Nihard cast iron. As a primary conclusion, both the total Si percentage and the amount of SiCaMn inoculant added to the ladle were found to have a significant effect on the volume fraction of ledeburite. The statistical analysis also showed that high Si percentages and heavier ring roll layer weights were the significant factors promoting the increase in the size of the gamma grains. High Si contents present in the melt and the addition of SiCaMn as inoculant seem to have a counter effect whereby the volume fraction of stable eutectic gamma increases and the volume fraction of proeutectic gamma decreases, with a positive balance for the sum of these austenites of different origins. Finally, the factors that have an influence on roll barrel hardness are those factors that promote the chill effect, such as low Si content, small amounts of liquid being poured into the mould to build up the outer ring layer, and the use of moulds without insulating sleeves.
Einfluss von Kontaktspannungen auf die Festigkeit im 4-Kugelversuch
Authors: Harrer Walter , Danzer Robert , Supancic Peter , Lube Tanja
Published: December 2013

Kurzfassung

Der 4-Kugelversuch ist ein neuer Festigkeitstest zur Ermittlung der Zugfestigkeit spröder Werkstoffe unter bi-axialer Beanspruchung. Eine Scheibe wird auf drei Kugeln gelagert und auf der gegenüberliegenden Seite mit einer vierten Kugel zentrisch bis zum Bruch beansprucht. Wegen der gut definierten und stabilen Lasteinleitung eignet sich dieser Test auch zur Prüfung von Proben mit leicht gekrümmten Oberflächen. Die Prüfung gesinterter Proben ohne aufwendige und kostenintensive Hartbearbeitung ist somit möglich.

Beim Kontakt von Kugeln und Platten entstehen in den Platten Zugspannungen, die in spröden Werkstoffen zur Entstehung von Rissen führen können (Hertz Risse). In dieser Arbeit wird der Frage nachgegangen, ob bei der Lasteinleitung solche Schäden entstehen und ob Kontaktrisse zu einer Verringerung der Probenfestigkeit führen. Die hier vorgestellten Arbeiten an Proben mit künstlich eingebrachten Rissen und an Proben ohne Vorschäden zeigen, dass Risse in der Probe im Bereich der Krafteinleitung (Kontakt zwischen Kugeln und Probe) keinen Einfluss auf die Festigkeit haben.
Fertigung von Aluminiumbändern und Blechen am Beispiel von Getränkedosenband
Authors: Löchte Lothar , Kuhnke Katrin
Published: December 2013

Kurzfassung

Aluminium ist weltweit das bevorzugte Material für Getränkedosen. Während der Deckel ausschließlich aus der Aluminiumlegierung AA5182 (AlMg4.5Mn0.4) gefertigt wird, hat Aluminium beim Dosenkörper mit der Legierung AA3104 (AlMn1Mg1) einen Anteil von ca. 80%. Beide Materialien werden praktisch ausschließlich über die Route des halbkontinuierlichen Stranggießens, gefolgt von Warm- und Kaltwalzen hergestellt. Jeder der Fertigungsschritte trägt maßgeblich zu dem gewünschten Eigenschaftsspektrum bei. Neben den mechanischen Eigenschaften, Festigkeit und Anisotropie, z.B. in ihrer Ausprägung als Zipfeligkeit, ist die Konstitution der Phasen eine Zielgröße der Fertigung. Die Konstitution der groben Phasen wird durch den Guss, insbesondere aber durch die Homogenisierung der Walzbarren eingestellt. Die Einstellung der gewünschten Phasen gewährleistet, dass im DWI-Prozess (Abstreckziehen) die Werkzeuge kontinuierlich gereinigt werden.
Metallkundliche Charakterisierung des ZnFe-Legierungsüberzuges von Galvannealed-Feinblech
Authors: Etzold U. , Reitz U. , Petzold R. , Friedel F. , Macherey F.
Published: December 2013

Kurzfassung

Galvannealed-Feinblech, das die Automobilindustrie in der Pkw-Außenhaut einsetzt, wird durch kontinuierliches Schmelztauchverzinken von Stahlbreitband mit einer nachgeschalteten Wärmebehandlung des Zinküberzuges hergestellt. Durch die Reaktion des Zinks mit dem Eisen entsteht ein ZnFe-Legierungsüberzug mit ca. 8 bis 11 % Fe. Da die gebildeten ZnFe-Phasen für das Verarbeitungsverhalten beim Kunden von wesentlicher Bedeutung sind, erfordert die Galvannealed-Erzeugung für anspruchsvolle Anwendungen im Automobilbau einen definierten Phasenaufbau des ZnFe-legierten Überzuges, der üblicherweise durch eine metallografische Untersuchung überprüft wird. Zur umfassenden metallkundlichen Charakterisierung des ZnFe-Überzuges hat sich die Kombination von Lichtmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie und Röntgendiffraktometrie bewährt.
Quantitative Charakterisierung der Gefüge-Anisotropie einer stranggepressten TiAl-Legierung
Authors: Peter Dennis , Pfetzing Janine , Wagner Martin Franz-Xaver , Somsen Christoph , Pesicka Josef , Skrotzki Birgit , Eggeler Gunther
Published: December 2013

Kurzfassung

In dieser Arbeit werden quantitative mikrostrukturelle Untersuchungen am Duplex-Gefüge einer stranggepressten intermetallischen γ-Titanaluminidlegierung der 3. Generation (TNBV5) diskutiert. Die Mikrostruktur wurde in raster- und transmissionselektronenmikro-skopischen Untersuchungen von senkrecht und parallel zur Strangpressrichtung entnommenem Probenmaterial charakterisiert. Es erfolgten eine Bestimmung der Kornflächen lamellarer und globularer Körner, eine Bestimmung des Anteils lamellarer Kolonien sowie eine Analyse des Anteils der verzwillingten γ-Körner. Zudem wurde eine Zeiligkeit der lamellaren Kolonien in Strangpressrichtung nachgewiesen und der mittlere Grenzflächenabstand der lamellaren Bereiche bestimmt. In ersten Kriechversuchen an unterschiedlich orientierten Proben wurde der Einfluss der Gefüge-Anisotropie auf das Kriechverhalten dieser Legierung dokumentiert. Die hier ausführlich beschriebenen metallographischen Methoden ermöglichen eine quantitative Analyse des Einflusses mikrostruktureller Anisotropien auf die mechanischen Eigenschaften und das Kriechverhalten von Titan-aluminiden.
Effect of Vanadium and Heat Treatment on the Corrosion Behavior of Ferritic Stainless Steel
Authors: Eren Hulya , Aksoy Mustafa , Korkut Mehmet H. , Erbil Mehmet
Published: December 2013

In this study, the corrosion behavior of ferritic stainless steel with 1 wt. % V was determined by AC impedance technique and mass-loss method. The samples were cast, then shaped by forging. 0.1 M H2SO4 and 0.3 M HCl acid solutions were used as corrosive environments. The samples were classified into three groups. In the first group, samples were unhomogenized, remaining in production condition. The second and third group samples were exposed to homogenization at 1100°C for 30 min or 180 min, respectively, and then quenched. SEM investigations were performed for samples exposed to corrosion for 30 min and 360 min. Subsequently, it was determined that adding vanadium increased corrosion resistance in chloric acid solution but has no helpful effect in sulphuric acid solution, according to AC impedance test results. The mass-loss results showed that vanadium increased corrosion resistance of ferritic stainless steel in both solutions.
Effect of Solidification upon Features of Primary Carbides in Niobium-Titanium High-Speed Steels
Authors: Richter Janusz
Published: December 2013

Multi-stage solidification process is responsible for final microstructure of high-speed steels (HSSs). The typical HSSs grades contain large amount of eutectic carbides, mostly of M6C and M2C types, inhomogeneously distributed in a metal matrix. Application of niobium and titanium in alloying these steels results in increase of primary MC carbides precipitation temperature. In the investigated Nb-Ti HSSs characteristic carbon chains surrounding large MC particles were observed. These carbides have been analysed using scanning and transmission electron microscopy as well as high-temperature calorimetry. The results indicate that in the Nb-Ti HSSs an eutectic constituent has a form of M23C6 and M2C carbide chains around large MC type primary carbides of niobium and titanium. The carbide chains have contributed to good embedding of the MC particles in the matrix and consequently better service properties of the tools.
A Novel Method of Estimating the Laves Phase in Electron Beam Welded Alloy 718
Authors: Sivaprasad K. , Raman S. Ganesh Sundara , Rao A. Sambasiva
Published: December 2013

Estimation of Laves phase was done in alloy 718 electron beam welds prepared with and without beam oscillation. As relatively higher heat input was used in preparing beam oscillated welds, the full benefits of beam oscillation in producing welds with lesser amount of niobium segregation and lower amount of Laves phase could not be realized.
Gefügeausbildung in der ersten Lage von austenitischen Plattierungen auf un- und niedriglegierten Stählen
Authors: Posch G. , Panzenböck M. , Tösch J. , Pölzl S.
Published: December 2013

Kurzfassung

Bauteilkomponenten im chemischen Anlagenbau kommen oft in Berührung mit korrosiven Medien. Um diesen korrosiven Belastungen stand zu halten, werden im Falle von oxidierenden Medien häufig austenitische rostfreie Stähle erfolgreich eingesetzt. Diese Stähle haben allerdings verglichen mit un- und niedriglegierten Stählen zwei wesentliche Nachteile: neben dem höheren Preis ist auch die Werkstoffkenngröße für die Auslegung der Bauteile, die Streckgrenze, niedriger. Dadurch werden größere Querschnitte benötigt und damit verbunden wieder mehr Stahl. Als wirtschaftlicher Kompromiss bietet sich ein Verbund von un- bzw. niedriglegiertem Stahl als Trägerwerkstoff und einer dünnen Schicht aus hochlegiertem Stahl, einer sogenannten Plattierung an. Der ferritische Stahl gewährleistet dabei die hohen Festigkeiten, die austenitische Plattierung die notwendige Korrosionsbeständigkeit. Die Herstellung von plattierten Stählen geschieht dabei hauptsächlich durch Aufwalzen von hochlegiertem Blech auf dem unlegierten Trägerwerkstoff oder auch durch Aufschweißprozesse.

Dieser Beitrag setzt sich mit schweißtechnisch hergestellten, einlagigen Plattierungen und den metallurgischen Vorgängen dieser ferritisch/austenitischen („schwarz/weiß“)-Verbindungen auseinander.
Applikationsbeispiele für ambulante Metallographie mittels Replikatechnik bei der zerstörungsfreien Gefügekontrolle großer Gasturbinenbauteile
Authors: Neidel Andreas , Matijasevic-Lux Biljana , Leggemann Stefan , Riesenbeck Susanne , Ullrich Thomas , Völker Jörg , Wallich Sebastian
Published: December 2013

Kurzfassung

In der betrieblichen Qualitätssicherung großer Maschinenbauteile kommt ambulanten metallographischen Prüfverfahren eine wichtige Rolle zu. Allein durch diese Art der Prüfung können zerstörungsfrei, also ohne Probenentnahme, Aussagen zum Gefügezustand bzw. zu Gefügefehlern getroffen werden. Ihrer Größe wegen entziehen sich die meisten Bauteile einer direkten zerstörungsfreien mikroskopischen Untersuchung, sieht man von portablen Mikroskopen mit begrenzter Vergrößerung einmal ab. Im vorliegenden Beitrag werden am Beispiel der Folienabdrucktechnik eine Reihe von Anwendungsmöglichkeiten dieser Untersuchungsmethode aufgezeigt, wobei besonderer Wert auf die Darstellung der Möglichkeiten und Grenzen der lateralen Auflösung von Gefügedetails mittels Replikatechnik gelegt wurde. Die gezeigten Fallbeispiele stammen aus dem Großmaschinenbau, speziell aus der Fertigung großer Industriegasturbinen. Die extremen Temperaturdifferenzen, die in diesen Turbomaschinen herrschen und von ca. −40 °C bis 1500 °C reichen, erfordern vom Konstrukteur eine entsprechende Werkstoffauswahl. Daher reicht die Werkstoffpalette der gezeigten Fallbeispiele vom Grauguss mit Kugelgraphit bis zur Nickelbasis-Superlegierung.
Erscheinungsformen von „High-Cycle-Fatigue“ in der Nickel-Basis Legierung Inconel 792
Authors: Wanzek Horst , Gartner Thomas , Fruhner Annett
Published: December 2013

Kurzfassung

Eine Häufung von Brüchen an Turbinenlaufschaufeln führte zu umfangreichen Schäden und Ausfällen der für die Stromversorgung der Flugzeuge erforderlichen Generatoren (APU). In jedem größeren Fluggerät sind diese Generatoren im Heck, direkt unter dem Seitenleitwerk eines Flugzeuges eingebaut. Die Bruchuntersuchung an den Turbinenlaufschaufeln zeigte in ungewöhnlicher Weise die für den “Bereich I” charakteristischen glatten Facetten eines im High-Cycle-Fatigue Modus erfolgten Schwingbruches. Der jeweilige Rissausgang lag dicht unterhalb der Oberfläche, einer durchs Verfestigungsstrahlen verdichteten Randzone, wodurch die Rissfindung im laufenden Reparaturbetrieb erheblich erschwert wurde. Der Artikel zeigt die ausgeprägten Erscheinungsformen eines hochfrequenten Schwingbruches, zeigt aber auch die Problematik, diese Risse im Rahmen der Überholung rechtzeitig erkennen zu können.
Ringversuch Probenpräparation einer gespritzten Multifunktionsschicht auf CFC-Substrat
Authors: Watermeyer Philipp , Füllmann Robert , Baumann Kurt , Beckers David , Göbbels Martina , Holztröger Michael , Koch Dieter , Peters Renate , Voos Patrick , Watermeyer Klaus , Werner Wilfried
Published: December 2013

Kurzfassung

Der Aachener Arbeitskreis möchte hiermit einen aktiven Beitrag zu den präparativen Publikationen leisten und diverse Präparationsvorschläge seines diesjährigen Ringversuchs veröffentlichen. Der Arbeitskreis Metallographie Aachen (AMA) besteht aus einem regionalen Netzwerk metallographisch tätiger Personen. Ein gegenseitiger Erfahrungsaustausch unter anderem bei der Präparation komplexer Werkstoffverbunde steht dabei im Vordergrund. Um die Stärken und Erfahrungen einzelner Mitglieder bezüglich ihrer Präparationsmethoden und ausstattungsbedingten Möglichkeiten näher kennen zu lernen, werden Ringversuche organisiert. Der diesjährige Ringversuch beinhaltete die randscharfe Präparation einer gespritzten Mullitfunktionsschicht auf einem CFC-Substrat.
The Microstructural Characterization of Dual Phase Steel with the Method of Chemical Etching
Authors: Kubilay Ceylan , Zeytin Havva Kazdal , Aydin Hüseyin
Published: December 2013

In dual phase steels, the microstructure consists of a ferrite matrix and martensite islands along the grain boundaries of the ferrite. In this study, the microstructures of dual phase steels with different chemical compositions are characterized by applying different etchants and by using optical and electron microscopy. The most successful result was obtained with LePera and Na-metabisulfite etchants, which were applied using a special method.
Carbides Precipitation and Secondary Hardening in Niobium-Titanium High-Speed Steels
Authors: Richter Janusz
Published: December 2013

Secondary hardness due to carbide particles precipitation is a characteristic feature of highspeed steels (HSSs). The most dominant types of carbides responsible for this strengthening effect are MC and M2C ones, other species (M6C, M3C, M23C6) also being reported. They are typically within 5–30 nm range of size, of elongated shape and reach 3 % volume fraction. In the investigated niobium-titanium HSSs it was found that relatively large M23C6 type carbide particles provide a secondary hardness twice the value encountered in commercial grades produced conventionally or by powder metallurgy. The higher effectiveness of the M23C6 carbides was attributed to their higher volume fraction (approx. 5 %) and favourable plate-like shape. The role of the carbide forming elements in the experimental steels' crystallization and tempering was discussed.
TEM-Präparation in drei Raumrichtungen zur Defektanalyse
Authors: Hillmann Lutz , Prang Robby , Mühle Uwe , Österreicher Ingo
Published: December 2013

Kurzfassung

Es wird ein Verfahren vorgestellt, mit dessen Hilfe Defekte in siliziumbasierten Halbleiterbauelementen in allen drei Raumrichtungen für eine TEM-Untersuchung präpariert werden. Die Groblokalisierung der Defekte erfolgte zunächst durch elektrische Methoden. Durch die spezielle Lage der Defekte und den Aufbau der elektrischen Schaltungen in bestimmten Halbleiterstrukturen ist es jedoch nicht immer möglich, deren Ort hinreichend genau zu bestimmen. Die Festlegung der finalen Lage der TEM-Lamelle erfordert daher zunächst eine genauere Bestimmung der Defektposition. Das erfolgt durch eine oberflächenparallele TEM-Präparation („Plan-view“) des auffälligen Bereiches mit anschließender Untersuchung im TEM. Nach dem Auffinden der Defekte wurden diese Fehler in beiden Richtungen senkrecht zur ersten Lamelle präpariert und analysiert.
Charakterisierung der Struktur teilkristalliner Thermoplaste mittels Kleinwinkellichtstreuung
Authors: Jungmeier Ariane , Vetter Martina , Schmachtenberg Ernst
Published: December 2013

Kurzfassung

Die Methode der Kleinwinkellichtstreuung (engl. Small Angle Light Scattering, SALS) bietet die Möglichkeit eine schnelle, vergleichende Größenbestimmung der sphärolithischen Überstruktur teilkristalliner Thermoplaste im Größenbereich von einigen μm vorzunehmen. An dünnen, flächigen Präparaten werden mit einem Laser oder im einfachsten Fall mit einem Durchlichtmikroskop im konoskopischen Strahlengang Streubilder erzeugt. Aus dem kennzeichnenden Verlauf der Streuintensitäten kann die Strukturgröße berechnet werden. Grenzen ergeben sich aus der unregelmäßigen Ausbildung realer sphärolithischer Strukturen, durch Präparationseinflüsse sowie den zugrunde gelegten Berechnungsmodellen. Im vorliegenden Beitrag werden neben den Möglichkeiten der Methode beispielhaft Ergebnisse von Strukturuntersuchungen an Mikrospritzgussteilen aufgezeigt und mit weiteren charakteristischen Eigenschaften korreliert.
An Archaeological Analogue for a Composite Material of Carbon Steel, Copper and Magnetite
Authors: Chamón Jorge , Dietz Christian , García Laura , Arévalo Raquel , Bravo Esther , Criado Antonio Javier , Martínez Juan Antonio , Criado Antonio José
Published: December 2013

The study of archaeological analogues is a helpful tool to asses long-term corrosion behaviour for a wide range of materials. In this work, a celtiberic belt-buckle is studied as analogue for a composite material of carbon steel, bronze and a final coating of magnetite, also providing a hypothesis about the ancient fabrication of these coatings. The paper goes through a metallographic examination of the sample and compares the corrosion phenomena suffered with those of two other metallic objects, recovered from the same archaeological site. It includes geochemical analysis of the soil from which the reference objects were recovered. The belt-buckle, after being cremated and buried over two millennia into a rather aggressive environment, showed remarkably high resistance against corrosion.
Stratified Sampling Applied to Estimation of the Volumetric Fraction of Alumina in Cast Metal Matrix Composites
Authors: Ranieri K. , Costa A.F.B. , Kiyan C.
Published: December 2013

In this paper, we propose a statistic procedure for estimating the amount of alumina incorporated in a particulated metal matrix composite synthesized by the stir casting method. Composite specimens, consisting of A356 Al alloy matrix material containing 5 wt% of alumina particles, were prepared using the compocasting technique. An intermediate traversal section of each composite ingot was stratified into 24 parts and the volumetric fraction of alumina was measured by image analysis at 279 separate points to study the alumina distribution in the material. Alumina particle distribution was observed to have considerable heterogeneity. The stratification technique employed in this study permits an ideal trade-off between the accuracy of the estimated alumina and the required measurement labor.
Grain Growth Analyses of AlMn Alloys Using Texture and Microstructure Imaging Techniques with High-Energy Synchrotron Radiation
Authors: Tommaseo Caterina E. , Klein Helmut
Published: December 2013

Annealed AlMn alloys with different amounts of manganese (0.4; 0.7 and 1 wt.-%) were analyzed with texture and microstructure imaging techniques using high-energy synchrotron radiation. These techniques allow getting reliable information about grain shape and grain size distribution in the different crystallographic directions due to high orientation and location resolution. The observed trends of the grain growth in dependence on the AlMn alloys composition and the crystallographic directions, are well correlated with the different texture components occurring with increasing annealing time. In comparison to the SEM/EBSD technique, these methods allow to get orientation dependent information about the grain size and shape related with additionally good statistics.
Surface Properties of MoN Coated Engine Piston Rings
Authors: Hazar Hanbey
Published: December 2013

This paper presents an experimental investigation of surface behaviours of compression ring coated with molybdenum nitride (MoN) of a diesel engine. In the experiments carried out, the ring surface of a four stroke diesel engine was coated with MoN — a ceramic material with a thickness of 2.0 ± 0.3 μm — using the arc PVD method. Initially, the test engine MoN coated ring was tested for a while with a load of ½. Then, the same engine without a MoN coating was tested under the same conditions. Analyses of microhardness and SEM were carried out in order to examine surface characteristics of ring. The results show less deformation and fewer scratches due to wear on the MoN coated ring as compared to the uncoated one. We conclude that coating the ring surface of internal combustion engines with MoN contributes to longer life for the ring, and thus the engine, by decreasing the mechanical wear caused by friction.
A Study on the Machinability of Al2O3 Particle Reinforced Aluminium Alloy Composite
Authors: Kök M.
Published: December 2013

In this study, the machinability 2024Al/Al2O3 particle composite was investigated in terms of tool wear, tool life and surface roughness by turning process with TiN (K10) coated and HX uncoated carbide tools at different cutting conditions. The test results showed that tool life decreased with increasing the cutting speed for both cutting tools and tool life of TiN (K10) tool was significantly longer than that of HX tool. It was observed that the major wear forms of the tools were the combination of rounding of nose and flank wear. The optimum surface roughness was obtained at the cutting speed of 160 m min−1.
Thermal Stability of a Rapidly Solidified Cu-Zr
Authors: Anžel Ivan , Kneissl Albert C. , Rudolf Rebeka , Križman Alojz
Published: December 2013

Rapidly solidified ribbons of Cu-0.7 at.% Zr alloy have been produced by the melt spinning process. An overall assessment of the ribbons shows that the microstructure consists of two morphological zones: a zone with columnar grains at the wheel side and a zone with fine equiaxed grains at the top side of the ribbons. The columnar zone consists of fine Cu-Zr intermetallic particles inside the grains, while in the equiaxed zone we have fine precipitates inside the grains and coarser ones at their boundaries. Transmission electron microscopy was carried out to quantify the coarsening process of the particles. Analysis of particle size showed that the grain boundary particles coarsened noticeably faster than the particles within the copper grains, which coarsened in both morphological zones by bulk diffusion, controlled by the diffusivity of zirconium, and r3—t relationship was obtained at all temperatures of the experiment.