55. Metallographie-Tagung 2021 - Materialographie
Vortrag
29.09.2021
3D EBSD und EDX Untersuchung einer additiv gefertigten Nickelbasislegierung
ME

Dipl.-Ing. Michael Engstler

Universität des Saarlandes

Engstler, M. (V)¹; Cazic, I.²; El Kandaoui, M.²; Kasper, M.¹; Mücklich, F.¹; Pauly, C.¹; Soldera, F.¹; Zollinger, J.³
¹Universität des Saarlandes; ²Institut de Soudure; ³Institut Jean Lamour
Vorschau
22 Min. Untertitel (CC)

Die Additive Fertigung spielt bei der Entwicklung von Prototypen und Kleinserien bzw. zur Reparatur defekter Bauteile eine wichtige Rolle. Dabei wird das Bauteil üblicherweise schichtwiese aus aufgeschmolzenem Metallpulver aufgebaut (Pulverbett-Verfahren). Nicht aufgeschmolzenes Pulver kann dabei anschließend aufbereitet und wiederverwendet werden. In dem Interreg Projekt FAFil wird eine Platform zur additiven Fertigung großformatiger Bauteile durch Drahtaufschmelzung entwickelt und aufgebaut. Beim Drahtaufschmelzverfahren wird ein Metalldraht aus dem gewünschten Material koaxial zum Laser auf das Bauteil gebracht und dort aufgeschmolzen. Der Vorteil liegt dabei in der vollständigen Verwendung des Metalldrahtes zum Aufbau des Bauteils ohne die Notwendigkeit, abfallendes Material zu recyceln. Um auch komplexe Bauteilformen realisieren zu können, muss die Laser-Draht-Einheit an einem in sechs Achsen beweglichen Roboterarm montiert werden.

Im Prozess der additiven Fertigung kann durch eine Vielzahl von Parametern (Laserleistung, Vorschub, Heizung/Kühlung des Substrat) Einfluss auf die Mikrostruktur genommen werden. Die im Projekt untersuchten Proben aus einer Nickelbasislegierung (Inconel 718) zeigen neben gerichtet erstarrten Körnern im Bereich zwischen den einzelnen Schichten feinkörnige Bereiche.

In der vorliegenden Arbeit wurde der feinkörnige Bereich mit Hilfe der FIB/REM Serienschnitt-Tomographie untersucht. Um sowohl die Kornstruktur und Kornorientierung als auch die chemische Zusammensetzung der einzelnen Bereiche untersuchen zu können, wurde neben der Sekundärelektronenabbildung auch die Rückstreuelektronenbeugung (EBSD, Electron Backscatter Diffraction) und die Röntgenspektroskopie (EDX, Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy) im Serienschnittprozess integriert. Um ein statistisch relevantes Volumen untersuchen zu können, wurde für die Serienschnitte ein Xe-Plasma FIB verwendet.

Im Vortrag wird am Beispiel der mittels Drahtaufschmelzverfahrens additiv gefertigten Inconel 718 Probe das Verfahren der EBDS-EDX-Tomographie vorgestellt und die Analysemöglichkeiten erläutert.


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