Einflussgrößen auf die flüssigmetallinduzierte Spannungsrisskorrosion beim Feuerverzinken

Ausgehend von Schäden im Stahlbau, die auf eine Feuerverzinkung zurückzuführen sind, wurden insbesondere in den letzten Jahren verstärkte Forschungsaktivitäten auf dem Gebiet der flüssigmetallinduzierten Spannungsrisskorrosion unternommen. Bei der auch als LMAC bzw. LME (Liquid Metal Assisted Cracking bzw. Liquid Metal Embrittlement) bezeichneten Rissbildung werden bei Kontakt mit flüssigem Zink und einer von außen auf das Bauteil wirkenden Zugbeanspruchung die Korngrenzen des Grundmaterials so stark geschwächt, dass der Gefügezusammenhalt aufbricht und in der Folge ein interkristallin verlaufender Riss entsteht. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde ein Prüfverfahren entwickelt, mit dem es ermöglicht wird, einzelne den Schadensmechanismus betreffende Einflussgrößen separat und in Kombination miteinander zu untersuchen. Es wurden Flachproben und U-Proben mit Kerben aus unterschiedlichen Werkstoffen (S355 J2, 42CrMo4, P460 und S690 Q) hergestellt. Die polierten und spannungsarm geglühten Flachproben wurden für unterschiedliche Zeiten (15sec, 15min und 24h) lastfrei in eine Reinzinkschmelze und in einer mit Blei und Zinn hochlegierten Schmelze getaucht und am Querschliff auf Anrisse untersucht. Damit sollte untersucht werden, inwieweit der alleinige Kontakt mit Zink ohne eine äußere oder innere Beanspruchung bereits einen LMAC Riss auslösen kann. Die für die kombinierte Untersuchung der Einflussgrößen Werkstoff-Zinkschmelze-Beanspruchung konzipierten U-Proben wurden in zwei verschiedene Probenformen mit unterschiedlichen Kerbgeometrien hergestellt. In einer eigens konzipierten Prüfeinrichtung wurden die U-Proben in mit Blei, Zinn und Wismuth unterschiedlich legierten Zinkschmelzen eingetaucht und mittels einer Belastungsvorrichtung im Zug- oder Zeitstandversuch geprüft. Dabei stehen die Versuchsarten für bestimmte Belastungszustände, denen ein Bauteil während seiner Verzinkung ausgesetzt ist. Unter Berücksichtigung der kritischen Überlagerung der Einflussgrößen Werkstoff-Zinkschmelze-Beanspruchung konnte gezeigt werden, dass für eine LMAC Schädigung immer eine von Werkstoff und verwendeter Zinkschmelze abhängige Beanspruchung vorliegen muss, die auch durch inhomogene Eigenspannungen verursacht werden kann. Je fester der Werkstoff und je mehr Legierungselemente die Zinkschmelze enthält, umso anfälliger ist das Gesamtsystem für eine LMAC Rissbildung. Im Zusammenhang mit dem LMAC Schädigungsmechanismus ergeben sich aus metallografischen und mikrofraktografischen Untersuchungen am Schliff bzw. im Rasterelektronenmikroskop wichtige ergänzende Ergebnisse über die Anzahl und Beschaffenheit der Risse. Die Struktur und Konfiguration der Risse ist ebenfalls abhängig von der verwendeten Zinkschmelze, von der Beanspruchungsart und vom Werkstoff

Three-dimensional quantification of tree architecture from mobile laser scanning and geometry analysis

The structure and dynamics of a forest are defined by the architecture and growth patterns of its individual trees. In turn, tree architecture and growth result from the interplay between the genetic building plans and environmental factors. We set out to investigate whether (1) latitudinal adaptations of the crown shape occur due to characteristic solar elevation angles at a species’ origin, (2) architectural differences in trees are related to seed dispersal strategies, and (3) tree architecture relates to tree growth performance. We used mobile laser scanning (MLS) to scan 473 trees and generated three-dimensional data of each tree. Tree architectural complexity was then characterized by fractal analysis using the box-dimension approach along with a topological measure of the top heaviness of a tree. The tree species studied originated from various latitudinal ranges, but were grown in the same environmental settings in the arboretum. We found that trees originating from higher latitudes had significantly less top-heavy geometries than those from lower latitudes. Therefore, to a certain degree, the crown shape of tree species seems to be determined by their original habitat. We also found that tree species with wind-dispersed seeds had a higher structural complexity than those with animal-dispersed seeds (p < 0.001). Furthermore, tree architectural complexity was positively related to the growth performance of the trees (p < 0.001). We conclude that the use of 3D data from MLS in combination with geometrical analysis, including fractal analysis, is a promising tool to investigate tree architecture

Acetylcholine Receptor Pathway Mutations Explain Various Fetal Akinesia Deformation Sequence Disorders

Impaired fetal movement causes malformations, summarized as fetal akinesia deformation sequence (FADS), and is triggered by environmental and genetic factors. Acetylcholine receptor (AChR) components are suspects because mutations in the fetally expressed γ subunit (CHRNG) of AChR were found in two FADS disorders, lethal multiple pterygium syndrome (LMPS) and Escobar syndrome. Other AChR subunits α1, β1, and δ (CHRNA1, CHRNB1, CHRND) as well as receptor-associated protein of the synapse (RAPSN) previously revealed missense or compound nonsense-missense mutations in viable congenital myasthenic syndrome; lethality of homozygous null mutations was predicted but never shown. We provide the first report to our knowledge of homozygous nonsense mutations in CHRNA1 and CHRND and show that they were lethal, whereas novel recessive missense mutations in RAPSN caused a severe but not necessarily lethal phenotype. To elucidate disease-associated malformations such as frequent abortions, fetal edema, cystic hygroma, or cardiac defects, we studied Chrna1, Chrnb1, Chrnd, Chrng, and Rapsn in mouse embryos and found expression in skeletal muscles but also in early somite development. This indicates that early developmental defects might be due to somite expression in addition to solely muscle-specific effects. We conclude that complete or severe functional disruption of fetal AChR causes lethal multiple pterygium syndrome whereas milder alterations result in fetal hypokinesia with inborn contractures or a myasthenic syndrome later in life