Die andauernde Notwendigkeit, nachhaltigere und emissionsärmere Antriebssysteme für die Luftfahrt- und Automobilindustrie zu entwickeln, weckt bereits seit mehreren Jahrzehnten das Interesse der Forschung im Bereich der Titanaluminidlegierungen. Titanaluminide zeichnen sich durch eine hohe spezifische Festigkeit und Steifigkeit sowie günstige Hochtemperatureigenschaften aus, wobei sie im Vergleich zu den weitverbreiteten Nickelbasis-Superlegierungen eine deutlich geringere Dichte aufweisen. Ein Ergebnis der anhaltenden Legierungsentwicklung ist die β-erstarrende TNM™-Legierung Ti-43,5Al-4Nb-1Mo-0,1B, auch bekannt unter dem Namen TNM-B1. Trotz der guten Warmumformbarkeit dieser Legierung oberhalb der Spröd-Duktil-Übergangstemperatur bleibt die konventionelle Verarbeitung aufgrund der dem Material eigenen Sprödigkeit eine Herausforderung. Die additive Fertigung kann eine praktikable Alternative für die endkonturnahe Herstellung von Bauteilen aus Titanaluminid darstellen. Das selektive Elektronenstrahlschmelzen (PBF-EB/M) ist dafür besonders geeignet, da die hohen Prozesstemperaturen eine Verarbeitung oberhalb der Spröd-Duktil-Übergangstemperatur und damit eine rissfreie Bauteilerzeugung ermöglichen. Außerdem kann durch die vorherrschende Vakuumatmosphäre die unerwünschte Aufnahme von Sauerstoff vermieden werden. Aufgrund der Vakuumatmosphäre und des unterschiedlichen Dampfdrucks der enthaltenen Legierungselemente kommt es allerdings zu einer bevorzugten Abdampfung von Aluminium aus dem Material, die in engem Zusammenhang mit den gewählten Prozessparametern steht. Diese Abdampfung bringt nicht nur lokale Schwankungen im Aluminiumgehalt innerhalb des Bauteils mit sich, sondern kann sich auch auf das Phasenumwandlungsverhalten infolge einer Wärmebehandlung auswirken.

In dieser Arbeit wurde der Einfluss der Prozessparameter beim PBF-EB/M auf das Abdampfungsverhalten sowie dessen Auswirkungen auf die Gefügeausbildung während der Wärmebehandlung detailliert untersucht. Die Variation der Einflussgrößen wurde gezielt genutzt, um gradierte Mikrostrukturen mit lokal angepassten Aluminiumgehalten zu erzeugen. Die gradierten Strukturen wurden im Hinblick auf das Gefüge (REM, EBSD) in verschiedenen Wärmebehandlungszuständen, die chemische Zusammensetzung (EDX) und die resultierende Härte (HV10, HV0.05) charakterisiert. Das tiefgreifende Verständnis für die Zusammenhänge zwischen Prozessparametern, Aluminiumabdampfung und Mikrostruktur ist dabei grundlegend für die lokale Einstellung definierter und maßgeschneiderter Bauteileigenschaften von Titanaluminid-Komponenten.