{"id":2763,"date":"2025-09-03T07:25:10","date_gmt":"2025-09-03T07:25:10","guid":{"rendered":"https:\/\/am-printing.com\/?p=2763"},"modified":"2025-09-03T07:25:12","modified_gmt":"2025-09-03T07:25:12","slug":"3d-printing-of-new-martensitic-stainless-steel","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/am-printing.com\/de\/3d-printing-of-new-martensitic-stainless-steel\/","title":{"rendered":"3D-Druck eines neuen martensitischen Edelstahls"},"content":{"rendered":"

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3D-Druck eines neuen martensitischen Edelstahls<\/h2>\n\n\n\n

Ultrahochfester martensitischer Edelstahl verf\u00fcgt \u00fcber hervorragende mechanische Eigenschaften (st\u00e4rker als austenitischer Edelstahl) und Korrosionsbest\u00e4ndigkeit (st\u00e4rker als martensitischer Stahl) und wird daher h\u00e4ufig im Transportwesen, in Maschinen, Formen und anderen Bereichen eingesetzt. Unser Team hat eine neue Art von ultrahochfestem martensitischem Edelstahl, 10Cr13Co13Mo4Ni2NbW, unter Verwendung von LPBF und kryogener + Alterungsw\u00e4rmebehandlung entwickelt. Das Material erreicht eine Zugfestigkeit von 2,1 GPa und eine Bruchdehnung von 9,2%.<\/p>\n\n\n\n

Chemische Zusammensetzung:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

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In dieser Studie wurde Edelstahlpulver mit einer Partikelgr\u00f6\u00dfe von 15 bis 53 \u03bcm 4 Stunden lang bei 120 \u00b0C getrocknet und dann mit LPBF bearbeitet. Die Laserleistung betrug 200 W, die Scangeschwindigkeit 1000 mm\/s, die Schichtdicke 0,03 mm, der Scanabstand 0,07 mm, der Spotdurchmesser 0,07 mm und die Rotation pro Schicht 67\u00b0. Die vorbereiteten Proben wurden 8 Stunden lang bei -196 \u00b0C kryogenisch behandelt und anschlie\u00dfend 10 Stunden lang bei 550 \u00b0C gealtert.<\/p>\n\n\n\n

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REM-Aufnahme von Truer martensitischem rostfreiem Stahl<\/p>\n\n\n\n

Der rostfreie Stahl im Ausgangszustand enthielt die H\u00e4lfte des Austenits (47,7%), aber nach der Tieftemperatur- und W\u00e4rmebehandlung blieben nur 3,52% \u00fcbrig. Nach der W\u00e4rmebehandlung wies der nichtrostende Stahl aufgrund der Umwandlung von metastabilem Austenit in gro\u00dfem Ma\u00dfstab in Martensit eine h\u00f6here Anzahl von Korngrenzen mit geringem Winkel und eine h\u00f6here Versetzungsdichte auf. Die durchschnittliche Korngr\u00f6\u00dfe sank von 3,75\u03bcm auf 2,73\u03bcm.<\/p>\n\n\n\n

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Mikrostruktur von bedrucktem rostfreiem Stahl<\/p>\n\n\n\n

Nach der W\u00e4rmebehandlung sorgen die martensitische Matrix und die ausgeschiedenen Phasen f\u00fcr eine hohe Festigkeit, aber die Dehnung ist deutlich geringer. Da Austenit eine weiche Phase ist, steigt die Festigkeit von martensitischem nicht rostendem Stahl nach der W\u00e4rmebehandlung deutlich an, wenn der Austenitgehalt sinkt. Restaustenit in martensitischem nicht rostendem Stahl kann seine Plastizit\u00e4t verbessern, indem er die Rissausbreitung verhindert und die Risswege ver\u00e4ndert. Au\u00dferdem tritt w\u00e4hrend der Verformung von Restaustenit der TRIP-Effekt auf, der den Bruch verz\u00f6gert und sowohl die Festigkeit als auch die Plastizit\u00e4t erh\u00f6ht. Folglich weist nichtrostender Stahl nach der W\u00e4rmebehandlung eine h\u00f6here Festigkeit und eine geringere Plastizit\u00e4t auf.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Vergleich der mechanischen Eigenschaften<\/p>\n\n\n\n

Das Bruchbild nach der W\u00e4rmebehandlung ist ein Mischbruch mit Spaltfl\u00e4chen und Gr\u00fcbchen.<\/p>\n\n\n\n

Die Umwandlung von Austenit in Martensit w\u00e4hrend der Kryogen- und W\u00e4rmebehandlung erh\u00f6ht die Versetzungsdichte weiter. Die Versetzungen f\u00f6rdern die Keimbildung von zweiten Phasen, was durch die Verfestigung der zweiten Phase zu einer extrem hohen Festigkeit f\u00fchrt. Theoretische Berechnungen zeigen, dass der Anstieg der Streckgrenze in erster Linie auf die Verfestigung der Korngrenzen, die Verfestigung durch Versetzungen und die Verfestigung durch die zweite Phase zur\u00fcckzuf\u00fchren ist.<\/p>\n\n\n\n

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Frakturmuster<\/p>\n\n\n\n

Schlussfolgerung:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

In dieser Studie wurde ein neuer ultrahochfester martensitischer Edelstahl mit ausgezeichneter Z\u00e4higkeit entwickelt, der durch Laser-Pulverbettschmelzen und kryogene W\u00e4rmebehandlung hergestellt wurde.<\/p>\n\n\n\n

Nach der kryogenen Alterung wandelt sich ein gro\u00dfer Teil des Austenits in Martensit um, wobei die Versetzungsdichte mit der beim Schmieden und Walzen vergleichbar ist. Dies f\u00fchrt zur Bildung der Laves-Phase und zur Ausscheidung von Karbid.<\/p>\n\n\n\n

Der vom Forschungsteam hergestellte martensitische rostfreie Stahl weist hervorragende mechanische Eigenschaften auf, mit einer Zugfestigkeit von bis zu 2,1 GPa und einer Bruchdehnung von 9,2%.<\/p>\n\n\n\n

Der neue martensitische nichtrostende Stahl, der in dieser Studie entwickelt wurde, bietet erhebliche Vorteile bei den mechanischen Eigenschaften und vermeidet wirksam den Kompromiss zwischen Festigkeit und Z\u00e4higkeit.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

3D printing of new martensitic stainless steel Ultra-high-strength martensitic stainless steel has excellent mechanical properties (stronger than austenitic stainless steel) and corrosion resistance (stronger than maraging steel), making it widely used in transportation, machinery, molds, and other fields. Our team has developed a new type of ultra-high-strength martensitic stainless steel, 10Cr13Co13Mo4Ni2NbW, using LPBF and cryogenic […]<\/p>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":2765,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-2763","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-uncategorized"],"blocksy_meta":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2763","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/4"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2763"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2763\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":2769,"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2763\/revisions\/2769"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/2765"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2763"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2763"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2763"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}