Autoren: L. Reiff (Vortragender), A. S. Ulrich, J. P. Roth, C. Haase, K. Jahns, M. C. Galetz, U. Krupp

Im Bereich geometrisch komplexer Komponenten für Hochtemperaturanwendungen (z.B. Wärmetauscher) ergeben sich zunehmend Potenziale für und durch die additive Fertigung. Einerseits können neue, effizientere Bauteilgeometrien realisiert und Ausfallzeiten (z.B. bei Anwendung in kohlenstoffhaltigen Metal-Dusting-Umgebungen) durch Produktion on-demand reduziert werden. Andererseits ergeben sich Herausforderungen hinsichtlich der AM-Verarbeitbarkeit der für diese Bedingungen widerstandsfähigen Werkstoffe (u.a. Ni-Cu-Legierungen) sowie deren Anpassung an die AM-Prozessbedingungen.

In der vorgestellten Studie wurden ausgehend von der Monel 400 Legierung (mit ca. 30 Gew.-% Cu Anteil) Ni-Cu-Legierungen mit variierenden chemischen Zusammensetzungen mittels Pulververdüsung und LPBF hergestellt. Dabei wird sowohl der Einfluss von Mn wie auch Fe, beides festigkeitssteigernde Elemente, untersucht. Der Einfluss der Prozessparameter auf die mechanischen Eigenschaften im Vergleich zu den konventionell hergestellten Legierungen bei Raumtemperatur und 550 °C wird mit Blick auf Laserleistung und Mikrostruktur korreliert. Des Weiteren wurde die Frage beleuchtet, inwieweit die additive Fertigung die Beständigkeit des Werkstoffs unter Metal-Dusting Bedingungen beeinflusst.

Es konnte gezeigt werden, dass die additiv gefertigten Werkstoffe vor allem im Bereich der Festigkeiten die konventionellen Werkstoffe übertreffen. Die Mikrostrukturanalyse legt nahe, dass sowohl die Versetzungsdichte als auch die Korngröße Ursache für die unterschiedlichen Eigenschaften sind. Des Weiteren konnte nachgewiesen werden, dass die Korrosionseigenschaften der Ni-Cu-Legierungen maßgeblich von den Legierungselementen Mn und Fe abhängig sind, während die Einflüsse der Fertigung in den Korrosionsversuchen vernachlässigbar waren.