Influence of increasing chromium content on additively manufactured tool steels: Microstructural and mechanical evolution before and after heat treatment
Publikationen: Beitrag in Fachzeitschrift › Artikel › Forschung › (peer-reviewed)
Autoren
Organisationseinheiten
Externe Organisationseinheiten
- Helmholtz-Zentrum Hereon, Geesthacht
- Österreichische Akademie der Wissenschaften (ÖAW)
- voestalpine Böhler Edelstahl GmbH & Co KG, Kapfenberg
- voestalpine Additive Manufacturing Center GmbH
- Christian Doppler Laboratory for Knowledge-based Design of Advanced Steels
Abstract
Die Nachfrage nach Hochleistungswerkstoffen und maßgeschneiderten Legierungen in der additiven Fertigung (AM) nimmt stetig zu. Daher wird in dieser Studie der Einfluss eines steigenden Cr-Gehalts auf die Mikrostruktur und die mechanischen Eigenschaften von martensitischen Werkzeugstählen, die für die AM-Herstellung geeignet sind, untersucht und erforscht. Die Analyse erstreckt sich sowohl auf den gedruckten Zustand (AB) als auch auf den wärmebehandelten Zustand (HT), wobei letzterer Austenitisierung, Abschrecken und mehrere Anlassschritte umfasst. So wurden drei Cr-legierte Werkzeugstähle, Alloy A (20 Gew.-% Cr), Alloy B (22 Gew.-% Cr) und Alloy C (24 Gew.-% Cr), im AB- und HT-Zustand analysiert. Umfassende mikrostrukturelle Charakterisierungstechniken, einschließlich optischer Mikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie und Transmissionselektronenmikroskopie, enthüllten eine klare Korrelation zwischen dem Cr-Gehalt und den daraus resultierenden mikrostrukturellen Merkmalen und Phasenvorkommen. Ein in-situ Synchrotronexperiment identifizierte die kubisch-raumzentrierte Fe-Phase in den gedruckten Legierungen als δ-Ferrit. Eine Erhöhung des Cr-Gehalts führte zu einem höheren Anteil an δ-Ferrit sowohl im AB- als auch im HT-Zustand, was folglich den Anteil an Martensit nach der Wärmebehandlung reduzierte. Die mechanischen Eigenschaften, die anhand von Vickers-Härte und Zugversuchen bewertet wurden, zeigten eine Abnahme der Härte und der Zugfestigkeit, begleitet von einer Änderung des Verformungsverhaltens von spröde zu duktil mit zunehmendem Cr-Gehalt und folglich erhöhtem δ-Ferritgehalt. Diese Studie trägt somit zu einem tieferen Verständnis der Auswirkungen eines steigenden Cr-Gehalts auf die mikrostrukturellen Merkmale, das Phasenvorkommen und die mechanischen Eigenschaften von hoch-Cr-legierten Werkzeugstählen bei, die mittels additiver Fertigung hergestellt werden.
Details
Titel in Übersetzung | Einfluss der Erhöhung des Chromgehalts auf additiv gefertigte Werkzeugstähle: Mikrostrukturelle und mechanische Entwicklung vor und nach der Wärmebehandlung |
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Originalsprache | Englisch |
Seiten (von - bis) | 2715-2727 |
Seitenumfang | 13 |
Fachzeitschrift | Journal of Materials Research and Technology |
Jahrgang | 34.2025 |
Ausgabenummer | January-February |
DOIs | |
Status | Veröffentlicht - 21 Dez. 2024 |