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Das Interesse der Industrie an additiv gefertigten Bauteilen steigt z unehmend, wobei mit zunehmendem Verständnis der statischen Kennwerte nunmehr der Fokus in Richtung der dynamischen Festigkeiten wandert. Deswegen werden Einflussparameter auf die Lebensdauer und potenzielle Nachbearbeitungsmethoden untersucht und analysiert. Ein großer Einfluss ist dabei der Oberflächengüte und den durch Rautiefen initiierten Kerbeffekten zuzuschreiben. Deswegen werden unterschiedliche Methoden zur Verbesserung der Oberflächengüte untersucht. Dabei werden die Verfahren Laserpolieren, elektrochemisches Polieren und Hartmetallkugelstrahlen und deren Auswirkung auf Oberflächengüte sowie Härte untersucht. Für das elektrochemische Polieren werden die Proben in einer Perchlorsäure für 90 s bei 32 V und maximal 10 A poliert. Das Hartmetallkugelstrahlen wird mit einem UFS 100 Strahlmittel bei einem Druck von 4 bar und einer Strahldauer von 10 s ausgeführt. Anschließend werden Wöhlerlinien für die unterschiedlichen Zustände mittels Umlaufbiegeversuch ermittelt, welche mit Referenzwerten analysierter konventioneller Proben verglichen werden. Des Weiteren werden die Bruchflächen analysiert. Die Untersuchungen ergaben ein hohes Optimierungspotenzial der additiv gefertigten Proben bei einer Verdichtung der Oberfläche sowie einer Entfernung der Randschicht durch eine spanende Bearbeitung. Dadurch wurden höhere Zeitfestigkeiten als mit konventionell gefertigten Proben erreicht.
Laser powder-bed fusion (LPBF) has significantly gained in importance and has become one of the major fabrication techniques within metal additive manufacturing. The fast cooling rates achieved in LPBF due to a relatively small melt pool on a much larger component or substrate, acting as heat sink, result in fine-grained microstructures and high oversaturation of alloying elements in the α-aluminum. Al-Si-Mg alloys thus can be effectively precipitation hardened. Moreover, the solidified material undergoes an intrinsic heat treatment, whilst the layers above are irradiated and the elevated temperature in the built chamber starts the clustering process of alloying elements directly after a scan track is fabricated. These silicon-magnesium clusters were observed with atom probe tomography in as-built samples. Similar beneficial clustering behavior at higher temperatures is known from the direct-aging approach in cast samples, whereby the artificial aging is performed immediately after solution annealing and quenching. Transferring this approach to LPBF samples as a possible post-heat treatment revealed that even after direct aging, the outstanding hardness of the as-built condition could, at best, be met, but for most instances it was significantly lower. Our investigations showed that LPBF Al-Si-Mg exhibited a high dependency on the quenching rate, which is significantly more pronounced than in cast reference samples, requiring two to three times higher quenching rate after solution annealing to yield similar hardness results. This suggests that due to the finer microstructure and the shorter diffusion path in Al-Si-Mg fabricated by LPBF, it is more challenging to achieve a metastable oversaturation necessary for precipitation hardening. This may be especially problematic in larger components.