{"id":2785,"date":"2025-09-16T08:29:27","date_gmt":"2025-09-16T08:29:27","guid":{"rendered":"https:\/\/am-printing.com\/?p=2785"},"modified":"2025-09-04T08:59:22","modified_gmt":"2025-09-04T08:59:22","slug":"laser-powder-bed-fusion-process-and-mechanical-properties-of-haynes-188-gh5188","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/am-printing.com\/de\/laser-powder-bed-fusion-process-and-mechanical-properties-of-haynes-188-gh5188\/","title":{"rendered":"Laser-Pulverbett-Schmelzverfahren und mechanische Eigenschaften von Haynes 188 (GH5188)\u00a0"},"content":{"rendered":"

Laser-Pulverbett-Schmelzverfahren und mechanische Eigenschaften von Haynes 188 (GH5188)\u00a0<\/h2>\n\n\n\n

Haynes 188 (GH5188) wird aufgrund seiner ausgewogenen Hochtemperaturleistung (maximale Betriebstemperatur 980\u00b0C) in Brennkammern von Hochleistungsgasturbinen eingesetzt. Die mechanischen Eigenschaften von Haynes 188, das durch Laser-Pulverbettschmelzen (LPBF) hergestellt wird, wurden bisher nicht gr\u00fcndlich untersucht. In dieser Studie untersuchten unsere Ingenieure systematisch die Entwicklung des LPBF-Prozesses und die mechanischen Eigenschaften von Haynes 188 sowohl bei Raumtemperatur als auch bei hohen Temperaturen.<\/p>\n\n\n\n

Chemische Zusammensetzung von Truer Haynes 188 Pulver:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

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

Die Proben wurden in zwei Gruppen gedruckt:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Gruppe 1 bestand aus 16 Proben mit den Abmessungen 20 \u00d7 12 \u00d7 10 mm\u00b3 f\u00fcr die Bewertung der Verdichtungscharakterisierung und die Zugpr\u00fcfung. Der Passierabstand (d) und die Schichtdicke (h) wurden auf 70 \u03bcm bzw. 30 \u03bcm festgelegt, w\u00e4hrend die Laserleistung (P) und die Scangeschwindigkeit (v) von 150 bis 300 W bzw. 600 bis 1200 mm\/s variiert wurden.<\/p>\n\n\n\n

Nach Ermittlung der optimalen Parameter wurden in Gruppe 2 90\u00d725\u00d714 mm\u00b3 und 35\u00d712\u00d718 mm\u00b3 gro\u00dfe Proben f\u00fcr Hochtemperatur-Kriech- bzw. Zugversuche verwendet.<\/p>\n\n\n\n

Mechanische Eigenschaften bei Raumtemperatur:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

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Die Bewertung der Anisotropie wurde an Proben durchgef\u00fchrt, die eine ausgezeichnete Gesamtleistung aufweisen. Eine signifikante mechanische Anisotropie wurde in den Richtungen LPBF-H (horizontal) und LPBF-V (vertikal) beobachtet: Die Richtung LPBF-V wies eine h\u00f6here Plastizit\u00e4t (Dehnung 70,7%), aber eine geringere Festigkeit (YS: 650 MPa, UTS: 897 MPa) auf.<\/p>\n\n\n\n

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

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

Die schnelle Erstarrung w\u00e4hrend des LPBF-Prozesses f\u00fchrt zu einem Kornwachstum entlang der Richtung des W\u00e4rmeflusses, wodurch eine s\u00e4ulenf\u00f6rmige Dendritenstruktur entsteht, die zu richtungsabh\u00e4ngigen Unterschieden in den Materialeigenschaften f\u00fchrt.<\/p>\n\n\n\n

Diese Abbildung zeigt unterschiedliche Kornmorphologien bei den optimalen LPBF-Parametern. Der Bereich parallel zur Baurichtung (BD) weist eine gemischte Mikrostruktur auf, die von einer s\u00e4ulenf\u00f6rmigen Morphologie dominiert wird, mit einer moderaten - und -Textur. Diese Textur entsteht durch epitaktisches Wachstum entlang der Schmelzbadgrenze unter hohen Temperaturgradienten, wobei K\u00f6rner aus der zuvor erstarrten Schicht als Keimbildungsstellen f\u00fcr nachfolgende Schichten dienen.<\/p>\n\n\n\n

Morphologie von Br\u00fcchen:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

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

Die Bruchmorphologie best\u00e4tigt einen duktilen Bruchmechanismus, der durch Gr\u00fcbchen und Rissgrate mit gelegentlicher unverschmolzener Porosit\u00e4t gekennzeichnet ist. Vertikal aufgebaute Proben weisen gr\u00f6\u00dfere Rissgrate und eine unregelm\u00e4\u00dfige Topografie auf, was einer geringeren Festigkeit, aber einer h\u00f6heren Dehnung entspricht. Horizontal aufgebaute Proben weisen feinere, gleichm\u00e4\u00dfiger verteilte Gr\u00fcbchen auf, was auf eine h\u00f6here Festigkeit hindeutet.<\/p>\n\n\n\n

Mechanische Eigenschaften bei hohen Temperaturen:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

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

Die mechanischen Eigenschaften bei hohen Temperaturen wurden an Proben bewertet, die mit optimierten Parametern hergestellt wurden. Bei 650 \u00b0C wurde ein Flie\u00dfverhalten vom Typ B beobachtet, das durch schnelle, kleine Schwankungen um die mittlere Flie\u00dfspannung gekennzeichnet ist. Dieses Verhalten wird auf wiederholtes Pinning und Depinning von Versetzungen durch gel\u00f6ste Atome (Cr, Co und W) \u00fcber Diffusion zur\u00fcckgef\u00fchrt, wobei sich lokale Banden h\u00fcpfend entlang der Zugachse ausbreiten. <\/p>\n\n\n\n

Die signifikante Verbesserung der Dehnung (75,9% bei 850\u00b0C) steht im Zusammenhang mit der Vergr\u00f6berung\/Aufl\u00f6sung von Ausscheidungen und der verst\u00e4rkten Ko-Migration von Versetzungen und gel\u00f6sten Stoffen.<\/p>\n\n\n\n

Obwohl das Material bei 980 \u00b0C weiter erweicht, beh\u00e4lt es immer noch eine beachtliche Streckgrenze von 276 MPa, was auf eine ausgezeichnete Hochtemperaturfestigkeit hinweist.<\/p>\n\n\n\n

Im Vergleich zu Haynes 188, das mit herk\u00f6mmlichen Guss- und Schmiedeverfahren hergestellt wurde, weist die mit LPBF hergestellte Haynes 188-Legierung \u00fcber den gesamten Temperaturbereich bessere mechanische Eigenschaften auf. Die Legierung im abgeschiedenen Zustand weist bei 850 \u00b0C eine Streckgrenze von 438 MPa auf, die deutlich \u00fcber den in der Literatur angegebenen 281 MPa liegt, was auf die feine Gef\u00fcgekontrolle zur\u00fcckzuf\u00fchren ist.<\/p>\n\n\n\n

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

LPBF-Teile aus Haynes 188 erreichten hohe Raumtemperatureigenschaften mit einer Streckgrenze von 756 MPa, einer Zugfestigkeit von 1067 MPa und einer Dehnung von 60,2%.<\/p>\n\n\n\n

LPBF-Proben von Haynes 188 bewahrten eine bemerkenswerte mechanische Stabilit\u00e4t bei hoher Temperatur (station\u00e4re Kriechrate von 1,04\u00d710-4 s-\u00b9 bei 750\u00b0C) und Festigkeit (Streckgrenze von 276 MPa bei 980\u00b0C).<\/p>\n\n\n\n

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Laser powder bed fusion process and mechanical properties of Haynes 188 (GH5188)\u00a0 Haynes 188 (GH5188) is used in heavy-duty gas turbine combustors due to its balanced high-temperature performance (maximum service temperature 980\u00b0C). The mechanical properties of Haynes 188 produced by laser powder bed fusion (LPBF) have not been thoroughly studied. In this study, our engineers […]<\/p>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-2785","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-uncategorized"],"blocksy_meta":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2785","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=2785"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2785\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":2794,"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2785\/revisions\/2794"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2785"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2785"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2785"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}