Theoretische und experimentelle Untersuchung der Metallurgie von Phasenumwandlungen in Ni-Basissuperlegierungen für mehrfache thermische Zyklusbedingungen während des DMD-basierten Additivprozesses

• Antragsteller: Dr.-Ing. Andrey Gumenyuk
• Fachliche Zuordnung: Materialien und Werkstoffe der Sinterprozesse und der generativen Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 449062083

Das Projekt ist einer Beschreibung der metallurgischen Prozesse während der LMD-basierten additive Fertigung von Ni-basis Rene-Typ Legierungen sowie deren Zusammenhang mit Bildung derWiedererstarrungsrisse in dem aufgeschmolzenem Metall. Das vorgeschlagene Programm enthält sowohl die experimentelle Methoden der Aufbau von AM Proben mit nachfolgender metalllografischen Analyse der resultierenden Mikrostruktur als auch die Entwicklung eines kinetischen Models, das in der Lage ist die Erstarrungsstrukturen bei mehrfachen thermischen Zyklen zu beschreiben. Die Entwicklung des Modells der Erstarrungskinetik basierend auf Diffusion-Reaktion Ansatz und unterstützend die Befunde der metallografischen Analyse der Mikrostruktur in dem Schweißgut ist die Schlüßelaufgabe in diesem Projekt. Die Spezifik der typischen für LMD-Prozess thermischen Bedingungen werden eine Berücksichtigung finden, indem realistische Temperaturkurven und lokale Temperaturgraden sowohl gemessene als auch simuliertewerden in das Mikro-Model implementiert. Ein der wichtigen Teilen des Projektes ist die Erfassung der lokalen Temperaturgradienten und Abkühlraten für verschiedenen Strategien der Aufbau und Geometrien der AM-Teile, die eine fehlerfreie Mikrostruktur aufweisen. Klärung dermetallurgischen Mechanismen von konkurierenden eutektische Reaktion (Liquid-gamma-Phase+NbC /Liquid- gamma-Phase +Laves) unter der AM-Bedingungen ist eine weitere wichtige Fragestellung, welche zum Verständnis der Mechanismen der Rissbildung bei der AM-Fertigung der Ni-Basis Superlegierungen sowie zur Findung der technologischen Pfaden zur deren Vermeidung beitragen soll. All diese Maßnahmen werden helfen die AM Technologie für verschiedene industrielle Anwendungen voranzubringen und das Vertrauen für eine sichere Anwendung der AM-gefertigten Bauteile in sicherheitsrelevanten Komponenten steigern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Russische Föderation
• Partnerorganisation: Russian Foundation for Basic Research, bis 3/2022
• Mitverantwortlich: Professor Dr.-Ing. Michael Rethmeier
• Kooperationspartnerin: Privatdozentin Olga Klimova-Korsmik, Ph.D., bis 3/2022