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Monday, September 14, 2020, Virtueller Raum 2 3:15 PM Additive Fertigung mit dem Lichtbogen |
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Wire Arc Additive Manufacturing - Einfluss von aktiven Kühlmethoden auf die Metallurgie von Duplexstählen |
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Lukas Oster* / RWTH Aachen University, Germany Uwe Reisgen / ISF RWTH Aachen, Deutschland Rahul Sharma/ ISF RWTH Aachen, Deutschland Samuel Mann/ ISF RWTH Aachen, Deutschland Martin Christ/ ISF RWTH Aachen, Deutschland Danny Lubosch/ GEFERTEC GmbH, Deutschland |
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Wire Arc Additive Manufacturing zeichnet sich durch eine hohe Abschmelzleistung sowie ein weites Spektrum an verwendbaren metallischen Werkstoffen aus. Von Nachteil ist die hohe Wärmeeinbringung und damit verbundene lange Abkühlzeiten, welche sich sowohl negativ auf die Fertigungsgeschwindigkeit auswirken als auch maßgeblich die Metallurgie beeinflussen. Insbesondere für die schweißtechnische Verarbeitung von nichtrostenden Duplexstählen spielt die Abkühlgeschwindigkeit im Temperaturbereich von 1200°C bis 800°C eine entscheidende Rolle, da sich in diesem Temperaturbereich der Austenitanteil des erwünschten Mischgefüges zur Einstellung der vorteilhaften mechanischen und korrosionstechnischen Eigenschaften ausbildet. Kühlmethoden, welche die Verdampfungsenthalpie von Flüssigkeiten nutzen, bieten die Möglichkeit, diesen Temperaturbereich gezielt zu beeinflussen. Im Rahmen der Arbeiten werden bereits erprobte Kühlkonzepte bezüglich ihres Einflusses auf das resultierende Phasenverhältnis Ferrit-Austenit eines Standardduplexlegierungssystems (CrNiMo22-5-3) und die damit einhergehenden spezifischen Eigenschaftsänderungen untersucht. Dabei wird eine Druckluftkühlung, wie sie im industriellen Umfeld häufig zum Einsatz kommt, einer Wasserbadkühlung sowie einer Aerosolkühlung gegenübergestellt. Hierbei werden die Möglichkeiten dargestellt, über den Kühlprozess gezielt das Austenit-Ferrit-Phasenverhältnis zu beeinflussen. Zusätzlich wird betrachtet, inwiefern einem potenziellen Wasserstoffeintrag bei Verwendung von wasserbasierten Kühlmedien und insbesondere beim Einsatz einer Aerosolkühlung während des Schweißens Bedeutung zukommt. Erste Abschätzungen der Werkstoffeigenschaften werden in Schliffbildern sowie Härtemessungen und Bestimmung der chemischen Zusammensetzung durch OES und EDX Messungen dargestellt. Der Vortrag gibt einen Überblick über die Möglichkeiten zum Einsatz alternativer Kühlstrategien zur Verarbeitung von Duplexstählen und stellt zukünftige Potenziale für das industriell eingesetzte Wire Additive Manufacturing dar. |