{"id":{"repo_id":"tu-berlin","oai_identifier":"oai:depositonce.tu-berlin.de:11303/22260"},"canonical_url":"https://search.dev.ndltd.org/etd/tu-berlin/oai:depositonce.tu-berlin.de:11303/22260","repository":{"repo_id":"tu-berlin","name":"Technische Universität Berlin","base_url":"https://api-depositonce.tu-berlin.de/server/oai/request"},"display":{"title":"Herstellung im pulverbettbasierten Laserstrahlschmelzen der Y2O3 oxiddispersionsgehärteten Nickelbasislegierung Alloy 625 und ihre Charakterisierung","abstract":"Durch das Bestreben zur Leistungs- und Effizienzsteigerung großer Gasturbinen steigen auch die Anforderungen an die eingesetzten Materialien. Ein höherer Wirkungsgrad spart Brennstoff und verringert gleichzeitig den CO2-Ausstoß. Im Speziellen stellt dies gesteigerte Anforderungen an die Heißgaskomponenten bezüglich ihrer Oxidationsbeständigkeit sowie der Hochtemperaturfestigkeit und bedingt die Notwendigkeit der Weiterentwicklung hochtemperaturbeständiger Legierungen. Legierungen, die diese hohen Anforderungen erfüllen, sind oxiddispersionsgehärtete (ODS) Legierungen auf Nickelbasis. In Kombination mit dem Prozess des pulverbettbasierten Schmelzens von Metallen mittels Laserstrahl (PBF-LB/M), können Bauteile aus ODS-Legierungen endkonturnah hergestellt werden. Die vorliegende Arbeit soll dazu beitragen, bestehende Kenntnislücken zur Verarbeitbarkeit von ODS-Legierungen im PBF-LB/M-Prozess und auf die daraus resultierenden mechanischen und thermischen Eigenschaften zu schließen. Dafür wird eine ODS-Legierung auf Basis der Nickelbasis-Superlegierung Alloy 625 in Kombination mit Yttriumoxid entwickelt. Die Verarbeitbarkeit der entwickelten ODS-625-Legierung im PBF-LB/M-Verfahren wird untersucht sowie ihre thermischen und mechanischen Hochtemperatureigenschaften charakterisiert. Ausgangspunkt ist die Entwicklung eines mechanisch legierten ODS-625-Pulvers, welches die Anforderungen zur Verarbeitbarkeit im PBF-LB/M-Verfahren erfüllt. Im Rahmen einer Parameterstudie wird das geeignete Prozessfenster zur Herstellung dichter Bauteile im PBF-LB/M-Prozess bestimmt. Die Mikrostruktur, Bauteilfehler und die Oxidverteilung werden über lichtmikroskopische, raster- und transmissionselektronenmikroskopische Untersuchungen charakterisiert. Die thermischen Eigenschaften werden durch isotherme und zyklische Oxidationsversuche ermittelt. Die mechanischen Eigenschaften werden durch Zug- und Kriechversuche bestimmt. Die Zielsetzung der Herstellung dichter Bauteile mit homogener Verteilung der Oxidpartikel kann erfüllt werden, es tritt keine Agglomeration der Oxidpartikel auf. Ein Zusammen- hang zwischen der Mikrostruktur und der Morphologie des mechanisch legierten Pulvers wird aufgezeigt. Im Vergleich mit der Referenzlegierung Alloy 625 kann für die ODS-625-Legierung eine gesteigerte Oxidationsbeständigkeit nachgewiesen werden. Die dafür zugrundeliegenden Diffusionsprozesse und das veränderte Oxidschichtwachstum werden eingehend untersucht. Es kann eine geminderte Duktilität nachgewiesen werden. Eine Erhöhung der Dehngrenze und der Zeitstandfestigkeit wird im Fall versetzungsdominierter Verformung festgestellt.","abstract_html":"Durch das Bestreben zur Leistungs- und Effizienzsteigerung großer Gasturbinen steigen auch die Anforderungen an die eingesetzten Materialien. Ein höherer Wirkungsgrad spart Brennstoff und verringert gleichzeitig den CO2-Ausstoß. Im Speziellen stellt dies gesteigerte Anforderungen an die Heißgaskomponenten bezüglich ihrer Oxidationsbeständigkeit sowie der Hochtemperaturfestigkeit und bedingt die Notwendigkeit der Weiterentwicklung hochtemperaturbeständiger Legierungen. Legierungen, die diese hohen Anforderungen erfüllen, sind oxiddispersionsgehärtete (ODS) Legierungen auf Nickelbasis. 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Ein Zusammen- hang zwischen der Mikrostruktur und der Morphologie des mechanisch legierten Pulvers wird aufgezeigt. Im Vergleich mit der Referenzlegierung Alloy 625 kann für die ODS-625-Legierung eine gesteigerte Oxidationsbeständigkeit nachgewiesen werden. Die dafür zugrundeliegenden Diffusionsprozesse und das veränderte Oxidschichtwachstum werden eingehend untersucht. Es kann eine geminderte Duktilität nachgewiesen werden. Eine Erhöhung der Dehngrenze und der Zeitstandfestigkeit wird im Fall versetzungsdominierter Verformung festgestellt.","Efforts to increase the performance and efficiency of large gas turbines result in inreasing demands on the materials used. Higher efficiency saves fuel while reducing CO2 emissions. In particular, this places increased demands on the hot gas components with regard to their oxidation resistance and high-temperature strength and requires the further development of high-temperature-resistant alloys. Alloys that meet these high requirements are nickel-based oxide dispersion strengthened alloys (ODS). In combination with powder bed fusion of metal with laser beam (PBF-LB/M), near-net-shape-components of ODS alloys can be produced. The aim of this thesis is to fill current knowledge gaps regarding the processability of ODS alloys in the PBF-LB/M-process and the resulting mechanical and thermal properties. For this purpose, an ODS alloy based on the nickel-based superalloy 625 in combination with yttrium oxide is developed. The processability of the developed ODS-625-alloy in the PBF-LB/M-process is investigated and its thermal and mechanical high-temperature properties are characterized. The starting point for this thesis is the development of a mechanically alloyed ODS-625-powder that meets the requirements for processability in the PBF-LB/M-process. A parameter study is carried out to determine the suitable process window for producing dense components using the PBF-LB/M-process. The microstructure, component defects and oxide distribution are cha- racterized using light microscopy, scanning and transmission electron microscopy. The thermal properties are determined by isothermal and cyclic oxidation tests. The mechanical properties are determined by tensile and creep tests. The objective of producing dense components with a homogeneous distribution of the oxide particles can be achieved; no agglomeration of the oxide particles occurs. A connection between the microstructure and the morphology of the mechani- cally alloyed powder is shown. Compared to the reference alloy 625, the ODS-625-alloy can be demonstrated to have an increased oxidation resistance. The underlying diffusion processes and the changed oxide layer growth are examined in detail. Decreased ductility can be demonstrated. An increase in the yield and creep strength is determined in the case of dislocation-dominated deformation."]},{"key":"dc:title","label":"Title","values":["Herstellung im pulverbettbasierten Laserstrahlschmelzen der Y2O3 oxiddispersionsgehärteten Nickelbasislegierung Alloy 625 und ihre Charakterisierung"]}]}],"canonical_facts":{"dc:contributor.advisor":["Reimers, Walter"],"dc:creator":["Wüstenberg, Kira Berdien"],"dc:date.accessioned":["2024-09-25T05:13:55Z"],"dc:date.available":["2024-09-25T05:13:55Z"],"dc:date.issued":["2024"],"dc:description.abstract":["Durch das Bestreben zur Leistungs- und Effizienzsteigerung großer Gasturbinen steigen auch die Anforderungen an die eingesetzten Materialien. Ein höherer Wirkungsgrad spart Brennstoff und verringert gleichzeitig den CO2-Ausstoß. 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