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Additive Manufacturing and Precipitation Hardening of Low-Alloyed Copper Alloys Containing Chromium and Hafnium

Dölling, Julia und Gruber, Samira und Kovermann, Felix und Stepien, Lukas und Beeh, Elmar und Lopez, Elena und Leyens, Christoph und Wobker, Hans-Guenter und Zilly, Andreas (2024) Additive Manufacturing and Precipitation Hardening of Low-Alloyed Copper Alloys Containing Chromium and Hafnium. Metals, 14 (1304). Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/met14111304. ISSN 2075-4701.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
32MB

Offizielle URL: https://www.mdpi.com/2075-4701/14/11/1304

Kurzfassung

Copper alloys with chromium and hafnium offer the possibility of precipitation hardening and combine enhanced strength with high electrical and thermal conductivities. The production process, which starts with raw materials, involves powder production by gas atomization and leads to additive manufacturing by laser powder bed fusion with different parameter sets. The aim is to utilize precipitation reactions afterwards in CuHf0.7Cr0.35 during temperature exposure for further property optimization. This research focuses on the low-alloyed copper alloy with hafnium and chromium, compares this with conventionally manufactured specimens, and relates the alloy to additively manufactured specimens of other benchmark alloys such as CuCr1Zr. Measurements of hardness and electrical conductivity are accompanied by metallographic investigations to understand the behavior of CuHf0.7Cr0.35 manufactured by generative methods. In the as-built condition, melting traces remain visible in the microstructure, and hardness values of 101 HV and an electrical conductivity of 17.5 MS/m are reached. Solution annealing completely recrystallizes the microstructure, and the following quenching holds further alloying elements in supersaturated solid solution, resulting in 73 HV and 16.5 MS/m. Subsequent target-oriented precipitation reactions enable peak values of about 190 HV and 42 MS/m. Future research will assess mechanical and physical properties at elevated temperatures and evaluate possible applications.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/208909/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Additive Manufacturing and Precipitation Hardening of Low-Alloyed Copper Alloys Containing Chromium and Hafnium
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Dölling, Juliajulia.doelling (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0820-4131173164058
Gruber, SamiraFraunhofer Institute for Material and Beam Technology (IWS)NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kovermann, Felixcunova GmbHNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stepien, LukasFraunhofer Institute for Material and Beam Technology (IWS)NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Beeh, ElmarElmar.Beeh (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1857-1330NICHT SPEZIFIZIERT
Lopez, ElenaFraunhofer Institute for Material and Beam Technology (IWS)NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Leyens, ChristophFraunhofer Institute for Material and Beam Technology (IWS)NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wobker, Hans-Guentercunova GmbHNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zilly, AndreasDHBW StuttgartNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:19 November 2024
Erschienen in:Metals
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:14
DOI:10.3390/met14111304
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
ISSN:2075-4701
Status:veröffentlicht
Stichwörter:laser powder bed fusion; short wavelength laser system; copper–hafnium CuHf; copper–chromium CuCr; precipitation hardening; conductivity improvement
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HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Straßenverkehr
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DLR - Forschungsgebiet:V ST Straßenverkehr
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - FFAE - Fahrzeugkonzepte, Fahrzeugstruktur, Antriebsstrang und Energiemanagement
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Fahrzeugkonzepte > Werkstoff- und Verfahrensanwendungen Gesamtfahrzeug
Hinterlegt von: Dölling, Julia
Hinterlegt am:05 Dez 2024 12:18
Letzte Änderung:16 Dez 2024 08:27

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