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Vortrag

WEB Additive Fertigung eines hochlegierten Q&P Stahls im elektronenstrahl Pulverbettverfahren

Mittwoch (13.05.2020)
12:15 - 12:30 Uhr Raum 2
Bestandteil von:


Ein Problem der additiven Fertigung ist das prozessbedingte Vorhandensein von Fehlern, wie Poren oder angesintertem Pulver. Austenitischen TRIP-Stähle zeigen eine hohe Schadenstoleranz, mit der die schädliche Wirkung dieser Fehler reduziert werden kann. Sie lassen sich im Pulverbettverfahren hervorragend prozessieren. Der Nachteil dieser Stähle ist jedoch ihre geringe Streckgrenze von circa 180-300 MPa. Diese niedrige Fließgrenze führt jedoch während des Bauprozesses auch zu einem niedrigen Eigenspannungsniveau. Eine Möglichkeit zur nachträglichen Erhöhung der Streckgrenze ist eine anschließende Wärmebehandlung mit Abschrecken (Quenching) und einem Partitionierungsschrittt zum stabilisieren des Austenites (Q&P). In diesem Beitrag wird die Verarbeitbarkeit von hochlegierten TRIP-Stählen, die für eine Q&P Behandlung entwickelt wurden, durch selektives Elektronenstrahlschmelzen (EBM) untersucht.

Dazu wurden aus einem neu entwickelten Stahl im EBM-Pulverbettverfahren auf einer EBM-Anlage ARCAM A2X Quader hergestellt, aus denen anschließend Zugproben entnommen wurden.

Nach der Herstellung wurde die chemische Zusammensetzung bestimmt, um die Auswirkungen der EBM-Behandlung auf die für eine Q&P-Wärmebehandlung relevanten interstitiellen Legierungselemente Kohlenstoff und Stickstoff zu ermitteln. Anschließend wurden die Zugproben in flüssigem Stickstoff auf -196°C gekühlt und bei 450°C Wärmebehandelt. Im so erreichten Q&P-Zustand wurden Zugversuche durchgeführt und mit dem Ausgangszustand verglichen. Diese Untersuchungen wurden durch mikrostrukturelle Charakterisierung mittels Rückstreuelektronenbeugung (EBSD) im Rasterelektronenmikroskop und Transmissionselektronenmikroskopie ergänzt. Die Zugproben, die einer Q&P-Behandlung unterzogen wurden, zeigen im Vergleich zum nicht wärmebehandelten, gebauten Zustand eine deutlich erhöhte Streckgrenze (~1100 MPa) ohne signifikante Verringerung der Duktilität. Die Bauparameter waren noch nicht optimiert. Trotz großer, aus dem Herstellungsprozess resultierender Defektstrukturen, wurden Werkstoffe mit außergewöhnlich hoher Festigkeit und guter Duktilität hergestellt.

Sprecher/Referent:
Dipl.-Ing. Robert Lehnert
Technische Universität Bergakademie Freiberg
Weitere Autoren/Referenten:
  • Robert Lehnert
    TU Bergakademie Freiberg
  • Christina Burkhardt
    TU Bergakademie Freiberg
  • Philipp Clausnitzer
    TU Bergakademie Freiberg
  • Dr. Anja Weidner
    TU Bergakademie Freiberg
  • Mykhaylo Motylenko
    TU Bergakademie Freiberg
  • Dr. Marco Wendler
    TU Bergakademie Freiberg
  • Prof. Dr. Horst Biermann
    TU Bergakademie Freiberg