On the interfacial defect formation mechanism during laser additive manufactering of polycrystalline superalloys

  • In the additive manufacturing of polycrystalline nickel-base superalloy Inconel-738LC (IN738LC) by laser-powder bed fusion (L-PBF), the critical issue is the formation of micro-cracks during the process. These are solidification cracks that occur at the last stage of solidification. The first part of the thesis is an extensive chemical composition analysis at high-angle and low-angle grain boundaries with solidification cracks and on those that are devoid of cracks. The second part of the thesis consists of a multi-scale residual stress study. These results are used to rationalize the contribution of solute enrichment and tensile stresses at interfaces to the solidification cracking mechanism during the L-PBF process.
  • Bei der additiven Herstellung der polykristallinen Superlegierung auf Nickelbasis Inconel-738LC (IN738LC) durch Laser-Pulverbett-Schmelzen (L-PBF) ist eines der Hauptprobleme die Ausbildung von Mikrorissen während des Prozesses. Dabei handelt es sich um Erstarrungsrisse, die in der letzten Phase der Erstarrung entstehen. Der erste Teil der Arbeit ist eine umfassende Analyse der chemischen Zusammensetzung an Groβ- und Kleinwinkelkorngrenzen mit Erstarrungsrissen und an solchen, die frei von Rissen sind. Der zweite Teil der Arbeit besteht aus einer mehrskaligen Eigenspannungsanalyse. Diese Ergebnisse werden verwendet, um die Beiträge der Segregation gelöster Atome und der Zugspannungen an Grenzflächen zum Erstarrungsrissmechanismus während des L-PBF-Prozesses aufzuklären.

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Metadaten
Author:Avinash HariharanGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-68949
DOI:https://doi.org/10.13154/294-6894
Referee:Gunther EggelerORCiDGND, Dierk RaabeORCiDGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2020/01/15
Date of first Publication:2020/01/15
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Maschinenbau
Date of final exam:2019/11/14
Creating Corporation:Fakultät für Maschinenbau
GND-Keyword:Selektives Schmelzen; Superlegierung; Korngrenze; Atomsonde; Eigenspannung
Institutes/Facilities:Max-Planck-Institut für Eisenforschung, Düsseldorf
Dewey Decimal Classification:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau
faculties:Fakultät für Maschinenbau
Licence (German):License LogoKeine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht