Titanium base alloys for laser powder bed fusion

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

Organisationseinheiten

Abstract

Ti Basislegierungen werden für eine Vielzahl von Anwendungen in fast allen Industriezweigen kommerziell eingesetzt. Die werkstoffspezifischen Vorteile, wie hohe Festigkeit, geringe Dichte und hohe Korrosionsbeständigkeit, eignen sich besonders gut für die Anforderungen in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und der Medizintechnik, wodurch auch diese Branchen die treibenden Kräfte für die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten in der Ti Industrie sind. Die Kombination mit der additiven Fertigungstechnologie nutzt einerseits die Materialeigenschaften von Ti-Basislegierungen und unterstützt andererseits das Ökodesign-Konzept inklusive einer geringen Abfallerzeugung und der Fähigkeit zur Freiformfertigung. Obwohl es am Markt bereits additiv gefertigte Ti-Basislegierungen gibt, ist das Legierungsportfolio sehr begrenzt und in den meisten Fällen auf eine einzige Legierung, die Ti-6Al-4V Legierung, reduziert. Diese Arbeit befasst sich daher mit der Implementierung von anderen Ti-Basislegierungen, wie z. B. der Legierung Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-Si, für den Einsatz in einer additiven Fertigungstechnologie, dem Laser-Pulverbettschmelzen, und untersucht die Prozessgrenzen und die erreichbaren mechanischen Eigenschaften. Basierend auf eingehenden Charakterisierungstechniken wie Hochenergie-Röntgenbeugung, Transmissions-Elektronenmikroskopie, dynamische Differenzkalorimetrie und Atomsonden-Tomographie können grundlegende Erkenntnisse über das Materialverhalten, hervorgerufen durch das selektive Laserschmelzen, gewonnen werden. Es hat sich gezeigt, dass Analogien zu gut untersuchten Werkstoffen, wie z.B. der Ti-6Al-4V-Legierung, helfen, den Implementierungsprozess aufgrund einer höheren Fehlerbehebungseffizienz und bereits vorhandenem Fertigungs-Know-how zu beschleunigen. Darüber hinaus wurden martensitische Phasenumwandlungen untersucht und es wurde festgestellt, dass die Bildung eines "weicheren" Martensits für den additiven Fertigungsprozess nützlich sein kann. Des Weiteren haben Untersuchungen über das Ausscheidungsverhalten von α und α+β Legierungen gezeigt, dass das Verständnis über den Zerfall von den übersättigten Phasen für die Implementierung optimierter Wärmebehandlungen eingesetzt werden kann.

Details

Titel in ÜbersetzungTitan-Basislegierungen für das selektive Laserschmelzen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
StatusVeröffentlicht - 2022