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  • Polymer and Materials Science  (24)
  • 1985-1989  (22)
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  • 1
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    Weinheim : Wiley-Blackwell
    Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 17 (1986), S. 238-246 
    ISSN: 0933-5137
    Keywords: Chemistry ; Polymer and Materials Science
    Source: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Topics: Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
    Description / Table of Contents: Spannungshypothesen und Werkstoffanstrengung im Hertz'schen KontaktDer Spannungszustand im Halbraum des Hertz'schen Kontaktbereichs kann unter idealisierten Annahmen für verschiedene Geometrien in Abhängigkeit von der Flächenpressung (Normalkraft), der Reibung (Tangentialkraft an der Oberfläche) sowie den Eigenspannungen im Werkstoff berechnet werden.Aus den Koordinatenspannungen lassen sich Vergleichsspannungen nach verschiedenen Anstrengungshypothesen (Gestaltänderungsenergiehypothese, Schubspannungshypothese und Wechselschubspannungshypothese) bilden.Untersucht wird die Wirkung von Reibung, Eigenspannungen und Geometrie der Kontaktfläche auf die Vergleichsspannung nach den einzelnen Anstrengungshypothesen. Es erfolgt die Darstellung des Einflusses dieser Parameter auf Ort und Betrag des im Werkstoff auftretenden Vergleichsspannungsmaximums.Anhand dieser Untersuchungen wird deutlich, daß die Gestaltänderungsenergiehypothese bei dynamisch beanspruchten Wälzelementen die Werkstoffanstrengung am besten beschreibt. Die Schubspannungshypothese kann als gute Näherung aufgefaßt werden, während die Wechselschubspannungshypothese nur sehr eingeschränkt aussagefähig ist.
    Notes: Using idealised assumptions, the stress condition in the semi infinite body of the Hertzian contact region can be calculated for various geometries as a function of the surface pressure (normal force), the friction (tangential force at the surface) and the residual stresses in the material.Equivalent stresses can be formed from the coordinate stresses using various stress hypotheses (distortion energy hypothesis, shear stress hypothesis and alternating shear stress hypothesis).The effects of friction, residual stresses and contact geometry on the location and magnitude of the equivalent stresses appearing in the material have been investigated, the stress hypotheses being evaluated in terms of the extent to which they take account of these effects in an appropriate form.These investigations show clearly that the distortion energy hypothesis is the best representation of the extent of material stress in the case of dynamically loaded rolling elements. The shear stress hypothesis can be considered as a good approximation whereas the alternating shear stress hypothesis is only capable of providing useful conclusions to a limited extent.
    Additional Material: 12 Ill.
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 2
    Electronic Resource
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    Weinheim : Wiley-Blackwell
    Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 20 (1989), S. 137-141 
    ISSN: 0933-5137
    Keywords: Chemistry ; Polymer and Materials Science
    Source: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Topics: Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
    Description / Table of Contents: RF-Bias Sputtered TiN-Coatings to Reduce Wear of Cast-Iron Piston RingsBy means of the reactive r.f. magnetron sputtering process TiN coatings with a thickness of 2.5 m̈m and 6 m̈m respectively, have been deposited onto piston rings made of cast iron.The coated piston rings have been tribologically tested using a model wear test, the so called short stroke test, which allows simultaneous testing of eight rings.This test method involves the most important stress features of the fired motor so that a good simulation of the stress conditions under which the piston rings and cylinder linings are working, is achieved. The results found with the short stroke test are compareable to those found with a fired test motor.The test was performed using TiN coated, uncoated and hardchromium electroplated cast iron rings.The reduction of the total wear of the rings and cylinder linings using a 6 m̈m thick TiN coating was 85° compared to the uncoated rings and 50° compared to the chromium coated rings.The adhesion of the TiN coatings is excellent and even the graphite inclusions on the cast iron surface did not lead to any adhesion failure of the coatings under the present stress conditions.
    Notes: Mit Hilfe des reaktiven Hochfrequenz-Magnetron-Kathodenzerstäbungsverfahrens wurden 2,5 m̈m und 6 m̈m starke TiN-Schichten auf Kolbenringen aus Grauguß abgeschieden.Zur Untersuchung der Gebrauchseigenschaften dieser Schichten unter den komplexen tribologischen Bedingungen, denen die Bauteilpaarung „Zylinderlaufbuchse - Kolbenring“ im gefeuerten Motor unterliegt, wurde ein außermotorisches Prüfverfahren herangezogen.Der sogenannte Kurz-Hub-Versuch bietet die Möglichkeit, bis zu acht Kolbenringe gleichzeitig zu testen.Die Beachtung der im gefeuerten Motor wirksamen Beanspruchungskomponenten erlaubt eine sehr genaue Simulation der dort vorliegenden Verhältnisse und ermöglicht mit Hilfe des Prüfversuchs, das Verschleißverhalten der Reibpaarung „Zylinder-Kolbenringlauffläche“ so zu bewerten, wie mit einem gefeuerten Prüfstandsmotor.Die TiN-beschichteten Ringe wurden mit unbeschichteten Graugußringen und mit hartverchromten Kolbenringen verglichen. Durch den Einsatz einer 6 m̈m starken TiN-Schicht konnte der lineare Gesamtverschleiß (Ring + Zylinder) gegenüber den unbeschichteten Ringen um 85° und gegenüber den hartverchromten Ringen um 50° verringert werden.Die Haftung der Schichten auf dem Grauguß erweist sich als sehr gut und wird auch durch Graphiteinlagerungen an der Ringoberfläche unter den vorliegenden Beanspruchungsbedingungen nicht beeinträchtigt.
    Additional Material: 8 Ill.
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 3
    Electronic Resource
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    Weinheim : Wiley-Blackwell
    Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 17 (1986), S. 370-378 
    ISSN: 0933-5137
    Keywords: Chemistry ; Polymer and Materials Science
    Source: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Topics: Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
    Description / Table of Contents: Fretting Fatigue Strength of Plasmanitrided 34 CrAlMo 5Fretting fatigue load here means oscillating sliding movements of very small amplitude (1-3 μm) and synchronous fatigue load. Characteristic of this is the appearance of frettings. These surface damages lead to the formation of microcracks, which spread and finally lead to the premature fatigue failure of the component. To simulate such processes of damage, which are known of the bearing surfaces of roller bearing races, of turbine blades and of shaft-hub-combinations, a fretting bridge apparatus is used.The plasmanitriding and plasmanitrocarburizing of metals are thermochemical heat treatments, which change the microstructure of near to surface areas. By means of this the mechanical and technological properties of components, e.g. wear and corrosive resistance as well as fatigue strength, are improved. Dur to the advantage sof the process, plasmanitriding is already used in many regions of production.Investigating the fretting fatigue strength of plasmanitrided respectively plasmanitrocarburized 34 CrAlMo 5 shows, that these treatments improve the fatigue strength values to a level 14% higher, the fretting fatigue strength increases about 50%.
    Notes: Unter Schwingungsverschließbeanspruchung wird hier eine oszillierende Gleitbewegung von sehr kleiner Amplitude (1-3 μm) bei gleichzeitiger schwingender Werkstoffbelastung verstanden. Kennzeichnend ist das Auftreten von Scheuer- und Reibschweißstellen. Diese Oberflächenschäden bewirken die Bildung von Mikrorissen, welche sich ausbreiten und zum vorzeitigen Ermüdungsbruch des Bauteils führen. Zur Simulation solcher Schadensvorgänge, wie sie bei Paarverbindungen wie Wälzlagersitzen, Turbinenschaufeln und Wellen Naben-Verbindungen bekannt sind, wird eine Reibkufenapparatur benutzt.Das Plasmanitrieren und das Plasmanitrocarburiern metallischer Werkstoffe sind thermochemische Wärmebehandlungsverfahren, die den mikrostrukturellen Aufbau der oberflächennahen Bereiche Verändern. Dadurch werden die mechanisch-technologischen Eigenschaften von Werkstücken, wie z. B. der Verschleiß- und Korrosionswiderstand sowie die Dauerfestigkeit verbessert. Aufgrund seiner verfahrenstechnischen Vorteile wird das Plasmanitrieren inzwischen in vielen Fertigungsbereichen angewendet.Die Ermittlung der Schwingungsverschleißfestigkeit an vergütetem und plasmanitriertem bzw. -nitrocarburiertem 34 CrAlMo 5 zeigt, daß durch diese Behandlungsverfahren die Zugschwellfestigkeit um bis zu 14%, die Schwingungsverschleißfestigkeit um bis zu 50% angehoben werden kann.
    Additional Material: 14 Ill.
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 4
    ISSN: 0947-5117
    Keywords: Chemistry ; Polymer and Materials Science
    Source: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Topics: Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
    Description / Table of Contents: Pack aluminizing of low alloyed steel: Metallurgical aspects of the coating procedure and coating reliability in high temperature serviceThis study concentrates on metallurgical aspects of the pack aluminizing coating procedure of a low alloyed 1% Cr½% Mo steel (13 CrMo 44) as well as on the coating reliability in high temperature service.It is reported, how the coating procedure can be optimized by controlling coating temperature and time as well as the composition of the powder mixture.In high temperature service a protective coating has to withstand diffusion and corrosion reactions. Creep and low cycle fatigue of a component also can result in coating failure.Optimized coatings on low alloyed steels withstand high temperature sulfidation up to 600°C, where no increase in layer thickness or decrease of aluminium concentration in the specimen surface occurs. Even after creep strains of six percent no cracks are found in the coating.Thermal cycling of coated specimens results in nucleation and growth of cracks in the coating and thus represents the life limiting damage process of aluminized low alloyed steel.
    Notes: In einer Fallstudie am Beispielk des niedriglegierten Stahles 13 CrMo 44 wird in der vorliegenden Arbeit aufgezeigt, wie Schutzschichten auf Hochtemperaturwerkstoffen zunächst durch gezielte Einstellung der Beschichtungsparameter Pulvermischung, Beschichtungstemperatur und Beschichturgsdauer optimiert werden, wobei der metallographischen Analyse der Schutzschichten eine besondere Bedeutung zukommt (Abb. 11a).Die Schutzschicht muß im Hochtemperatureinsatz einem Beanspruchungskollektiv aus Diffusions- und Korrosionsreaktionen mit überlagerten mechanischen Beanspruchungen, wie Kriechen und thermische Ermüdung, standhalten (Abb. 11b). In der vorliegenden Untersuchung wurde das Beanspruchungskollektiv in seine Einzelkomponenten zerlegt. Es zeigte sich, daß Abdiffusion, Hochtemperatursulfidierung und Kriechen von einer optimierten Alitierschicht gut ertragen werden.Temperaturwechselbeanspruchungen führen zu Ermüdungsrißbildung in Pulveraluminierschutzschichten und stellen daher einen sehr wichtigen, die Lebensdauer bestimmenden Bestandteil des Beanspruchungskollektivs im Hochtemperatureinsatz dar.
    Additional Material: 11 Ill.
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 5
    ISSN: 0947-5117
    Keywords: Chemistry ; Polymer and Materials Science
    Source: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Topics: Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
    Description / Table of Contents: Investigations of the corrosion fatigue behaviour at a super pure martensitic stainless steel X5CrNiCuNb 17 4 PH in comparison to the soft martensitic stainless steel X4CrNiMo 16 5 1 ESR in chloride containing aqueous media  -  Part 2: Corrosion fatigue tests and crack initiation mechanismsThe following report concerns the study of the corrosion fatigue behaviour of the soft martensitic steel X4CrNiMo 16 5 1 ESR and the precipitation hardened X5CrNiCuNb 17 4 PH in sodium solution in the temperature range between 20° and 150 °C and the determination of their general corrosion properties and the mechanism of crack propagation. Their corrosion fatigue limits were compared with each other. A comparision was also made between an electro-slag-remelted soft martensitic steel and a charge without an ESR aftertreatment. Microfractographical fracture and crack path investigation were carried out for interpretation of the experimental results.It was observed that in both super pure steels (soft martensitic and precipitation hardened) the oxidic inclusions are not responsible for the crack intiation, as it was found in the non ESR treated steels. In the 17-4 PH steel copper containing inclusions in the crack initiation areas were observed. In concentrated sodium solution pitting corrosion was found at both steels.
    Notes: Untersuchungen zum Schwingungsrißkorrosionsverhalten des weichmartensitischen Stahles X4CrNiMo 16 5 1 ESU und des Martensitaushärters X5CrNiCuNb 17 4 PH in NaCl-haltigen Lösungen im Temperaturbereich zwischen 20° und 150 °C. Bestimmung der Korrosionseigenschaften und der Rißeinleitungsmechanismen. Vergleich zwischen einem Elektro-Schlacke-umgeschmolzenen Weichmartensiten und einer Charge, die nicht ESU-behandelt worden ist. Mikrofraktographische Bruch- und Rißverlaufsbeurteilung zur Deutung der Versuchsergebnisse.Die fraktographischen Untersuchungen ergaben, daß bei dem hochreinen weichmartensitischen und dem martensitaushärtenden Stahl oxidische Einschlüsse bei der Rißeinleitung keine Rolle spielen. Beim martensitaushärtenden Stahl wurden Cu-haltige Einschlüsse im Rißausgangsbereich nachgewiesen. In konzentrierter Salzlösung trat bei beiden Stählen Lochfraß auf, der rißinitiierend wirkte.
    Additional Material: 17 Ill.
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 6
    ISSN: 0947-5117
    Keywords: Chemistry ; Polymer and Materials Science
    Source: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Topics: Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
    Description / Table of Contents: Investigations of the corrosion fatigue behaviour at a super pure martensitic stainless steel (X 5 CrNiCuNb 17 4 PH) in comparison to the soft martensitic stainless steel X 4 CrNiMo 16 5 1 ESR in chloride containing aqueous media  -  Part 1: Corrosion investigations and stress corrosion tests to optimize the heat treatment according to the stress corrosion resistanceThe aim of this investigation was to improve the reliability of operation and the economy of corrosion fatigue stresses of structural elements, especially at elevated temperatures, by optimizing the material. This investigation is of great interest both to the industry and to related fields. It concerns the influence of a higher degree of purity achieved by the secondary metallurgical aftertreatment of soft martensitic steel X4CrNiMo 16 5 1 ESR (ESR-electroslag remelting) in comparison to the corrosion fatigue behaviour of the precipitation hardening steel X5CrNiCuNb 17 4 PH, which was specially heat-treated with respect to stress corrosion cracking resistance.The stress corrosion was investigated for all heat-treatments of the 17-4 PH in 22% NaCl(pH3) solution. The precipitation hardening steel was most resistant to stress corrosion in concentrated NaCl-solution after a three-stage heat-treatment.There was no improvement of corrosion fatigue resistance after metallurgical aftertreatment of soft martensitic steel compared to the untreated material. This is due to the instable passive behaviour of the material which led to crack initiation, especially during the 150°C experiments, at chloride-induced places of pitting.The investigation of the electrochemical corrosion behaviour of both materials showed that the pH-value hardly influences corrosion restistance. An increase of the salt content leads to higher pitting induction. At temperatures of 80°C in a saturated NaCl-solution the material showed no corrosion resistance. In potentiokinetic investigations, a direct transition from the active area to the pitting potential was observed. In accordance with both the corrosion fatigue and the stress corrosion cracking investigations, it was found that pitting at the martensite precipitator starts primarily around Cu-containing or oxidic inclusions.
    Notes: Durch eine Optimierung der Werkstoffe sollte die Betriebssicheheit und Wirtschaftlichkeit von SwRK-beanspruchten Bauteilen, insbesondere bei erhöhten Temperaturen, verbessert werden. Deshalb wurde der Einfluß eines erhöhten Reinheitsgrades durch sekundärmetallurgische Nachbehandlung am elektroschlacke-umgeschmolzenen, weichmartensitischen Stahl X4CrNiMo 16 5 1 ESU ermittelt, sowie das SwRK-Verhalten des martensitaushärtenden Stahles X5CrNiCuNb 17 4 PH mit einem im Hinblick auf die Spannungsrißkorrosionsbeständigkeit gezielten Wärmebehandlungszustand untersucht.Die SpRK-Untersuchungen wurden für alle Wärmebehandlungszustände des 17-4 PH in 22% NaCl/pH3-Lösung, und bei einer Temperatur von 80 bis 150°C durchgeführt. Der martensitaushärtende Stahl zeigte mit einer dreistufigen Wärmebehandlung die höchste Beständigkeit gegen SpRK.Die metallurgische Nachbehandlung des weichmartensitischen Stahles brachte keine Verbesserung der SpRK-Beständigkeit gegenüber dem nicht behandelten Werkstoff. Dies ist durch das instabilpassive Verhalten des Werkstoffes bedingt, das insbesondere bei den 150°C-Versuchen zur Rißeinleitung an chlorid-induzierten Lochfraßstellen führt.Die Untersuchung des elektrochemischen Korrosionsverhaltens beider Werkstoffe zeigte, daß der pH-Wert nur einen geringen Einfluß auf die Korrosionsbeständigkeit hat. Ein Erhöhen des Salzgehaltes führt zu einer gesteigerten Lochfraßinduzierung. Bei Temperaturen von 80°C in gesättigter NaCl-Lösung kann nicht mehr von einem Passivbereich gesprochen werden. In potentiodynamischen Untersuchungen war ein direkter Übergang vom Aktivbereich zum Lochfraßpotential zu beobachten. Auch hier konnte in Einklang mit den SwRK- (Teil II) und SpRK-Untersuchungen festgestellt werden, daß ein frühzeitiger Ausfall des 17-4 PH eintritt, wenn Cu-haltige bzw. Oxidische Einschlüsse an der Oberfläche vorhanden sind.
    Additional Material: 9 Ill.
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 7
    Electronic Resource
    Electronic Resource
    Weinheim : Wiley-Blackwell
    Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 17 (1986), S. 109-114 
    ISSN: 0933-5137
    Keywords: Chemistry ; Polymer and Materials Science
    Source: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Topics: Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
    Description / Table of Contents: New Developments in Preparation of Hard Material Coatings by Plasma CVDIn this paper, the technique for the preparation of hard material coatings using a D.C. Plasma is described. Two methods are used: One is direct current (D.C.) non-pulsed glow discharge method and the other is pulsed D.C. glow discharge method. It has been shown that the temperature in chemical vapour deposition (CVD) of TiN can be reduced from about 1000°C in conventional CVD to about 500-600°C by the application of a D.C. non-equilibrium plasma. Emphasis is placed on the new design concept for industrial application by using a pulsed D.C. power source and auxiliary heating device. The structures of the TiN coatings obtained at 600 °C are analysed by means of electron microscope and X-ray diffraction methods. The film deposition rate is 1-3 μm/h. It is concluded that plasma assisted CVD of hard material coatings offers a superior alternative to the conventional CVD method.
    Notes: Es wird über eine neue Anlagen- und Verfahrensentwicklung für die Herstellung von Hartstoffschichten im Plasma einer Glimmentladung berichtet. Dabei werden zwei Varianten, die mit pulsierender und mit nicht pulsierender Gleichstromglimmentladung arbeiten, erläutert. Die Temperatur der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) von Titannitrid kann durch die Verwendung eines Gleichstromplasmas von etwa 1000°C, die beim konventionellen thermischen CVD notwendig ist, auf etwa 500-600°C abgesenkt werden. Die vorgestellte Anlagenkonzeption mit gepulster Gleichstromversorgung und separater Zusatzheizung ist für den industriellen Einsatz geeignet. Der Aufbau von auf verschiedenen Stählen bei 600 °C hergestellten Titannitridschichten wurde mittels Elektronenmikroskopie und Röntgenbeugung untersucht. Die Schichtwachstumsgeschwindigkeit beträgt zwischen 1 und 3 μm/h. Die Herstellung von Hartstoffschichten mittels Plasma-CVD bietet eine überlegene Alternative zum konventionellen CVD-Verfahren.
    Additional Material: 8 Ill.
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 8
    ISSN: 0009-286X
    Keywords: Chemistry ; Polymer and Materials Science
    Source: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Topics: Chemistry and Pharmacology , Process Engineering, Biotechnology, Nutrition Technology
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 9
    ISSN: 0009-286X
    Keywords: Chemistry ; Polymer and Materials Science
    Source: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Topics: Chemistry and Pharmacology , Process Engineering, Biotechnology, Nutrition Technology
    Additional Material: 2 Ill.
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  • 10
    ISSN: 0021-9304
    Keywords: Chemistry ; Polymer and Materials Science
    Source: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Topics: Medicine , Technology
    Notes: Macroporous hydroxyapatite was implanted submucosally in the rat middle ear and studied after intratympanic injection of a Staphylococcus aureus suspension. The middle ear infection was induced 1 week after the implantation, and the effects of infection on the middle ear and the implant material were evaluated after 1, 3, 7, and 14 days by light and electron microscopy. The findings in the infected middle ear with an implant corresponded well with those described for the infected middle ear cavity without an implant. The reactions of the tissue over the implant were similar to those of the original mucosa of the middle ear.Bone was deposited on the implant and in its pores in relatively large quantities. Biodegradation, due at least partially to phagocytic activity of macrophages and multinucleated cells, was more prominent than previously found. This higher degree of biodegradation may be attributed to the use of the mucosal implantation technique, because this was the only point of divergence with respect to material or methods from earlier work reported by our group.The present results, together with those published earlier, suggest that this material has promising features for use as a bone substitute in reconstructive middle ear surgery. Definitive conclusions on biological performance and biofunctionality will, however, have to await long term clinical trials.
    Additional Material: 8 Ill.
    Type of Medium: Electronic Resource
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