{"id":2777,"date":"2025-09-10T08:35:09","date_gmt":"2025-09-10T08:35:09","guid":{"rendered":"https:\/\/am-printing.com\/?p=2777"},"modified":"2025-09-03T08:48:23","modified_gmt":"2025-09-03T08:48:23","slug":"control-of-oxide-inclusions-in-ods-fecral-steel-by-lpbf-parameters","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/am-printing.com\/de\/control-of-oxide-inclusions-in-ods-fecral-steel-by-lpbf-parameters\/","title":{"rendered":"Kontrolle von Oxideinschl\u00fcssen in ODS FeCrAl-Stahl durch LPBF-Parameter"},"content":{"rendered":"

Kontrolle von Oxideinschl\u00fcssen in ODS FeCrAl-Stahl durch LPBF-Parameter<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Der W\u00e4rmeeintrag korreliert mit der Geometrie des Schmelzbads und dem Gehalt an Oxideinschl\u00fcssen. Unsere Forscher haben die Parameter f\u00fcr das Laser-Pulverbettschmelzen ge\u00e4ndert, um einen ODS-FeCrAl-Stahl ohne Y-Al-O-Oxideinschl\u00fcsse aus einer Fe-22Cr-5,1Al-0,5Ti-0,26Y- und TiO\u2082-Pulvermischung herzustellen. Diese Forschung bietet eine praktikable Methode f\u00fcr die In-situ-Entfernung von Oxideinschl\u00fcssen aus Legierungen w\u00e4hrend PBF-Prozessen.<\/p>\n\n\n\n

Oxideinschl\u00fcsse in Legierungen k\u00f6nnen die Erm\u00fcdungslebensdauer von Bauteilen beeintr\u00e4chtigen und in Meerwasserumgebungen zu bevorzugten Korrosionsstellen werden.<\/p>\n\n\n\n

Bei der Herstellung von FeCrAl-ODS-Stahl nach dem PBF-Verfahren entstehen aufgrund der hohen Affinit\u00e4t von Y und Al zu O Y-Al-Oxideinschl\u00fcsse. Das Vorhandensein von Y-haltigen Oxideinschl\u00fcssen ist ein h\u00e4ufiges Problem bei der additiven Fertigung von oxiddispersionsgeh\u00e4rteten St\u00e4hlen.<\/p>\n\n\n\n

In dieser Studie wurde ein vorlegiertes Pulver aus Fe-22Cr-5.1Al-0.5Ti-0.26Y (wt.%) gemischt mit 0.5 wt% TiO\u2082 (50 nm, 99.99% Reinheit) Pulver als Sauerstofftr\u00e4ger verwendet. Die Proben mit den Abmessungen 70 \u00d7 10 \u00d7 15 mm\u00b3 (L\u00e4nge \u00d7 Breite \u00d7 H\u00f6he) wurden mit einem Laser-Pulverbett-Fusionssystem (LPBF) hergestellt. Die Prozessparameter waren: Laserleistung P = 300 W, Scangeschwindigkeit v = 834 mm\/s bis 1318 mm\/s, Punktabstand h = 110 \u03bcm und Schichtdicke t = 30 \u03bcm. Es wurde eine bidirektionale Scanstrategie mit einer 90\u00b0-Drehung zwischen aufeinanderfolgenden Schichten angewandt. Vor dem Druck wurde das Weichstahlsubstrat auf 150 \u00b0C vorgeheizt.<\/p>\n\n\n\n

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Mit zunehmender W\u00e4rmezufuhr zum Schmelzesee (d. h. mit abnehmender Scangeschwindigkeit) vergr\u00f6\u00dfert sich die Querschnittsfl\u00e4che des Schmelzesees, und die Umschmelzung zwischen benachbarten Schmelzeseen verbessert sich. Dieses verbesserte Umschmelzen f\u00f6rdert das epitaktische Kornwachstum aus der zuvor erstarrten Zone in den aktuellen Schmelzesee, was zu einer Kornvergr\u00f6berung f\u00fchrt. Die Schmelzbadgeometrie (Tiefe und Breite) wurde mit einem optischen Messsystem quantitativ charakterisiert. Die Ergebnisse zeigten, dass die Tiefe und Breite des Schmelzesees mit zunehmendem W\u00e4rmeeintrag zunahm. Wurde der W\u00e4rmeeintrag auf 109 J\/mm\u00b3 erh\u00f6ht, durchlief eine abgeschiedene Schicht w\u00e4hrend des Druckprozesses sechs Umschmelzzyklen.<\/p>\n\n\n\n

Die weitere mikrostrukturelle Charakterisierung ergab, dass eine Erh\u00f6hung der W\u00e4rmezufuhr die Y-Al-O-Oxideinschl\u00fcsse wirksam aus der Probe entfernte. Bei einem W\u00e4rmeeintrag von 109 J\/mm\u00b3 waren die Y-Al-O-Oxideinschl\u00fcsse in der Matrix kaum noch sichtbar (weniger als 0,1%).<\/p>\n\n\n\n

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Die Erh\u00f6hung der W\u00e4rmezufuhr f\u00fchrt jedoch zu einer Vergr\u00f6berung des Korns. Die durchschnittliche Korngr\u00f6\u00dfe steigt von 72 \u03bcm auf 179 \u03bcm. Auch die Gr\u00f6\u00dfe der Nanopr\u00e4zipitate nimmt mit zunehmender W\u00e4rmezufuhr zu, von 35 nm auf 49 nm. Die Nanopr\u00e4zipitate haben eine Kern-Schale-Struktur und wurden als Y\u2082O\u2083\/TiN identifiziert.<\/p>\n\n\n\n

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Die Ergebnisse der Zugversuche bei Raumtemperatur zeigen, dass trotz der Vergr\u00f6berung des Gef\u00fcges die Streckgrenze der Proben nach zunehmender W\u00e4rmezufuhr nur um 37 MPa abnahm und der Bruchmodus duktil war. Die Streckgrenze wird in erster Linie auf Gitterreibungsspannungen, Mischkristallverfestigung, Korngrenzenverfestigung, Ausscheidungsverfestigung und Versetzungsverfestigung zur\u00fcckgef\u00fchrt. Unter diesen Verfestigungsmechanismen dominiert die Versetzungsverfestigung den Beitrag zur Streckgrenze des ODS-FeCrAl-Stahls.<\/p>\n\n\n\n

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Control of oxide inclusions in ODS FeCrAl steel by LPBF parameters Heat input is correlated with melt pool geometry and oxide inclusion content. Our researchers have modified laser powder bed melting parameters to produce an ODS-FeCrAl steel free of Y-Al-O oxide inclusions from a Fe-22Cr-5.1Al-0.5Ti-0.26Y and TiO\u2082powder mixture. This research provides a feasible method for […]<\/p>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":2778,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-2777","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\/2777","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=2777"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2777\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":2784,"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2777\/revisions\/2784"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/2778"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2777"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2777"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2777"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}