In-situ modification of material hardness for low-alloyed steels processed via PBF-LB/M – a view on process related microstructure

Abstract

Das laserbasierte Pulverbettschmelzen von Metallen (PBF-LB/M)
ermöglicht die Herstellung komplexer Bauteile mit dem Nachteil, dass nur ein Werkstoff
verwendet werden kann. Im Zuge des In-situ-Legierens wird vorgemischtes Metallpulver mit
zusätzlichem Kohlenstoff und verschiedenen Wolframkarbidgrößen untersucht. Härtesteigerung
von 44 auf 55 HRC wurden bei einem niedrig legierten bainitischen Stahl durch Modifikation auf
einen Kohlenstoffgehalt von 0,35 w.-% und 2,5 w.-% WC-Partikel, zur Partikelverstärkung,
erreicht. Ziel ist die Erreichung der Härte im as-built Zustand für Wälzlageranwendungen. Um
einen tieferen Einblick in die Aufhärtung und Mikrostrukturbildung während der In-situ
Modifikation zu erhalten, wird das Pulver mit Kohlenstoff-Nanopartikeln und WC-Mikropartikeln
(0,9/2,5/8 µm) beschichtet. Die Proben wurden zunächst mit globaler Pulvermodifikation
hergestellt, um Einflüsse der angestrebten Härte von Pulververteilungseffekten zu trennen.
Danach wurden lokal in-situ modifizierte Proben hergestellt und auf ihre Härte und Mikrostruktur
untersucht.