Im Rahmen dieser Arbeit wurden die mikrostrukturelle Entwicklung und die daraus resultierenden mechanischen Eigenschaften der im SLM ® Verfahren (Selective Laser Melting) verarbeiteten Nickelbasis-Superlegierung Inconel 718 untersucht. Anschließend wurde der Einfluss des HIP-Prozesses (Heißisostatisches Pressen) auf die Porosität, die Mikrostruktur und die mechanischen Eigenschaften analysiert. Da der HIP-Prozess oberflächennahe Poren nicht schließen kann, wurden ausgewählte Proben durch das Arc-PVD-Verfahren (Physical Vapor Deposition) mit einer Ni-20Cr Beschichtung gekapselt. Da die typischen Zellstrukturen zusammen mit der γ´´- Ausscheidungen nach dem Lösungsglühen mit anschließender Ausscheidungshärtung auftreten, konnte die höchste Streckgrenze (Rp0,2) unter quasistatischer Belastung bei Raumtemperatur (RT) sowie bei 650 °C ermittelt werden. Unter zyklischer Belastung zeigen die beschichteten und heißisostatisch gepressten Proben die geringste Ermüdungsfestigkeit bei RT, sowohl vor als auch nach der Ausscheidungshärtung. Im lösungsgeglühten und anschließend ausscheidungsgehärteten Zustand weist das Material die höchste Lebensdauer, insbesondere bei einer niedrigen Dehnungsamplitude (Δε/2 = ±0,35 %), bei 650 °C auf.
Aktualisiert: 2020-01-07
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In der vorliegenden Arbeit wurden die mikrostrukturellen Eigenschaften und das dadurch resultierende mechanische Verhalten der im SLM-Verfahren (Selective Laser Melting) hergestellten Nickelbasis-Superlegierung Inconel 939 untersucht und einer Inconel 939 Gusslegierung gegenübergestellt. Die monotonen und mikrostrukturellen Untersuchungsergebnisse zeigen eine eindeutige Abhängigkeit der Herstellungsrichtung und deutliche Unterschiede zur Gusslegierung, insbesondere in der Mikrostruktur. Dehnungsgeregelte isotherme und thermomechanische Ermüdungsversuche in Kombination mit der Methode der digitalen Bildkorrelation (DIC) beschreiben das mechanische Verhalten sowie die kritischen Bereiche im Gefüge. Ob beim SLM- oder Gusswerkstoff eine höhere Lebensdauer bei der isothermen Ermüdung erreicht wird, ist von der Höhe der Beanspruchung abhängig. Im ausscheidungsgehärteten Zustand besitzt das SLM-Material bei niedrigen Belastungen und Temperaturen von Raumtemperatur bis 750 °C eine höhere Lebensdauer und zeigt somit ein besseres Ermüdungsverhalten als der Gusswerkstoff. Bei höheren Dehnungsamplituden werden vorhandene Poren aktiviert und ein schnelles Versagen tritt ein. Mit geeigneten HIP-Parametern konnte die Porosität allerdings deutlich reduziert werden.
Aktualisiert: 2019-12-12
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