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Ausnutzung von Metastabilität und Gitterdefekten bei der Mikrostrukturanpassung von SLM Ti-6Al-4V

Haubrich, Jan und Gussone, Joachim und Barriobero-Vila, Pere und Kasperovich, Galina und Kürnsteiner, Philipp und Jägle, Eric A. und Raabe, Dierk und Schell, Norbert und Requena, Guillermo (2019) Ausnutzung von Metastabilität und Gitterdefekten bei der Mikrostrukturanpassung von SLM Ti-6Al-4V. Werkstoffwoche 2019, 18.-20. Sept. 2019, Dresden.

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Kurzfassung

Additive Fertigung (Additive Manufacturing - AM) ist eine Technologie mit enormem Potenzial, jedoch auch hoher Komplexität. Im Gegensatz zu herkömmlichen Fertigungsansätzen ist AM sehr interdisziplinär und erfordert eine zusammenhängende Betrachtung der AM-Prozesse, des AM-konformen Designs und Engineerings, von Baustrategien, Nachbehandlungen und Oberflächennachbearbeitungen, da Materialeigenschaften und Bauteilherstellung eng miteinander verknüpft sind. Besonders das Selektive Laserschmelzen (Selective Laser Melting - SLM) als lagenweises, laser-basiertes AM Verfahren eignet sich für komplexe, metallische Struktur- und Funktionsbauteile. Eine große Herausforderung bei der SLM Herstellung hochbelasteter Komponenten (z.B. „class-one“-Bauteile in der Luft- und Raumfahrt) ist das Erzielen einer hohen Materialqualität, was ein genaues Verständnis des SLM-Prozessfensters und Nachbehandlungsstrategien erfordert. Für die Entwicklung einer Fertigungskette für einen aus herzustellenden Turbopumpen-Impeller eines Raketenantriebs wurde daher vor allem die Optimierung der SLM-Volumenparameter und daraufhin angepasster Wärmenachbehandlungen durchgeführt. Verschiedene SLM-Volumenparameter und Wärmebehandlungsstrategien für Ti-6Al-4V, einschließlich einer intrinsischen Wärmebehandlung und der Verwendung einer in situ Hochtemperatur-Bauraumheizung, wurden untersucht, um stabilisierte -Mikrostrukturen mit feinen -Partikeln und -Filmen zu erzielen. Hierzu wurden u.a. die Hochenergieröntgenbeugung und die Atomsondentomographie verwendet. Nachgeschaltete Wärmebehandlungen stabilisieren die Ti-6Al-4V-„as-built“-Mikrostrukturen durch Zersetzung des nadelförmigen Martensits, wobei es zu einer ausgeprägten Elementpartitionierung kommt. Neue -Phase nukleiert an den ein- und zweidimensionalen Gitterfehlern in den „as-built“-Mikrostrukturen und führt zur Zunahme der Duktilität und Abnahme der hohen Festigkeiten verglichen mit den martensitischen „as-built“-Ausgangsgefügen.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/130462/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Poster)
Titel:Ausnutzung von Metastabilität und Gitterdefekten bei der Mikrostrukturanpassung von SLM Ti-6Al-4V
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Haubrich, JanJan.Haubrich (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5748-2755NICHT SPEZIFIZIERT
Gussone, JoachimJoachim.Gussone (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Barriobero-Vila, Perepere.barrioberovila (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kasperovich, GalinaGalina.Kasperovich (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kürnsteiner, PhilippMPIE DüsseldorfNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jägle, Eric A.MPIE DüsseldorfNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Raabe, DierkMPIE, DüsseldorfNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schell, NorbertHZG, GeesthachtNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Requena, GuillermoGuillermo.Requena (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2019
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:3D-Druck
Veranstaltungstitel:Werkstoffwoche 2019
Veranstaltungsort:Dresden
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:18.-20. Sept. 2019
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Flugzeuge
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AR - Aircraft Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Strukturen und Werkstoffe (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Metallische Strukturen und hybride Werkstoffsysteme
Hinterlegt von: Haubrich, Jan
Hinterlegt am:14 Nov 2019 17:28
Letzte Änderung:29 Mär 2023 00:43

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