Zur Übersicht

Vortrag

Mikrostrukturelle Gradierung risskritischer Hochleistungswerkstoffe durch die Kombination additiver Prozesse und hybrider Wirkmechanismen

Mittwoch (25.04.2018)
11:30 - 11:50 Uhr Kongresssaal
Bestandteil von:


Hochleistungswerkstoffe wie Titanaluminide oder Nickelbasis-Superlegierungen erfordern für die defektfreie Prozessierung in vielen Fällen eine ganzheitliche und wechselseitige Betrachtung von Werkstoff, Fertigungsprozess und Prozessführung. Diese Korrelation nimmt oft entscheidenden Einfluss auf die Größe der Prozessfenster, in denen diese Werkstoffe prozesssicher verarbeitet werden können. Hieraus ergeben sich zwangsläufig spezifische Randbedingungen, die Faktoren wie Temperaturgradient, Erstarrungsgeschwindigkeit, konstitutionelle Unterkühlung, Diffusion und/oder Seigerung beeinflussen und somit die Art und Homogenität des Gefüges bestimmen.


Im Rahmen dieses Beitrages wird anhand ausgewählter Werkstoffrestriktionen der Titanaluminide zunächst die Identifikation eines übergeordneten Prozessfensters dargelegt. Auf dieser Grundlage werden die defektfreie Verarbeitung der Legierung Ti-43,5Al-4Nb-1Mo-0,1B [at.-%] (TNM-B1) mittels des selektiven Elektronenstrahlschmelzens nachgewiesen und verfahrensinhärente Bauteilcharakteristika vorgestellt. Im Anschluss erfolgt die Analyse der prozessspezifischen Mikrostruktur.


Auf der Grundlage des übergeordneten Prozessfensters wird dann ein hybrider Fertigungsprozess abgeleitet, der durch die Kombination der Wirkmechanismen Induktion und Laser die Verarbeitbarkeit der Legierung erschließt und dabei signifikante Effekte bei den Prozesskennwerten ermöglicht. Auf der Grundlage der defektfreien Verarbeitung von TNM-B1 mittels des hybriden Laser-Pulver-Auftragschweißens wird abschließend die Möglichkeit der mikrostrukturellen Gradierung des Bauteils dargestellt und vergleichend betrachtet.

Sprecher/Referent:
Dipl.-Ing. André Seidel
Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS
Weitere Autoren/Referenten:
  • Stefan Polenz
    Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik - IWS
  • Tim Maiwald
    Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik - IWS
  • Dr. Ariane Straubel
    Technische Universität Dresden
  • Dr. Axel Marquardt
    Fraunhofer IWS / Technische Universität Dresden
  • Maximilan Albert
    Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik - IWS
  • Dr. Elena Lopez
    Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik - IWS
  • Prof. Dr. Frank Brueckner
    Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik - IWS
  • Prof. Dr. Christoph Leyens
    Fraunhofer IWS / Technische Universität Dresden