Oberflächenveredelung additiv gefertigter Bauteile: Verbesserung der mechanischen Eigenschaften sowie des Oxidationsverhaltens

Additive Manufacturing (AM) bietet ein großes Potential, Bauteile schnell, mit wenigen geometrischen Einschränkungen und relativ unabhängig von den Prozessketten herzustellen. Allerdings weisen die Bauteile eine hohe Oberflächenrauigkeit und häufig oberflächennahe Defekte auf. Dies hat negative Auswirkungen auf die Oxidationsbeständigkeit und die Ermüdungsfestigkeit. In dem hier entwickelten Verfahren wurden Alitierschichten zur Verbesserung der Oxidationsbeständigkeit und zur Oberflächenveredelung von Werkstoffen verwendet, die mittels pulverbettbasiertem Laserstrahlschmelzen hergestellt wurden. Damit können in einem Prozessschritt zwei der für den Hochtemperatureinsatz ausschlaggebenden Parameter verbessert werden. Die Alitierschichten wurden mit Hilfe des Packzementierverfahrens auf vier AM-Werkstoffe und als Referenz auf deren konventionell hergestellte Vergleichslegierungen aufgebracht. Der Einfluss der Alitierschichten auf die Oxidationsbeständigkeit bei 800°C und 1000°C sowie die mechanischen Eigenschaften wie Duktilität, Kriech- und Ermüdungsfestigkeit der additiv gefertigten Werkstoffe wurden mit den konventionell hergestellten Teilen verglichen. Dabei zeigt sich, dass sich die Oxidationsbeständigkeit der untersuchten Werkstoffe durch die Alitierschichten signifikant verbessert. Die Alitierschichten führten zwar zu einer Verminderung der Kriechfestigkeit aufgrund der Interdiffusion mit dem Substrat, brachten aber eine wesentliche Verbesserung bei der Ermüdungsfestigkeit der AM-Werkstoffe.