Untersuchung der thermomechanischen Eigenschaften von additiv gefertigtem IN718 mit Hilfe von Mikrostruktursimulationen

Pulverbettbasierte additive Fertigungsprozesse ermöglichen die Herstellung von komplex geformten Komponenten mit wenig Materialverlust. Allerdings werden bei diesen Verfahren die mechanischen Eigenschaften der Werkstoffe stark durch die Prozessparameter beeinflusst und können in einigen Fällen signifikant anisotrop sein. In dieser Arbeit werden mit Hilfe der Einkristallplastizität Simulationen an Mikrostrukturmodellen durchgeführt, die es ermöglichen das temperaturabhängige Verhalten von IN718 vorherzusagen, das durch selektives Elektronenstrahlschmelzen (SEBM) hergestellt wurde. Für die Generierung der Mikrostrukturmodelle wurden entweder Informationen aus EBSD Messungen oder von Erstarrungs- und Kornwachstumssimulationen mit Zellulären Automaten und der Lattice-Boltzmann-Methode verwende t. Es wurde das elastische und plastische Verhalten bei verschiedenen Temperaturen und für unterschiedliche Richtungen untersucht und mit experimentellen Daten verglichen. Die Ergebnisse zeigen die Eignung der Methode um die effektiven mechanischen Eigenschaften des Werkstoffs zu beschreiben. Diese Arbeit ist Teil des Clean Sky Joint Undertaken unter der Grant No. 32602 in dem eine physikalisch basierte Simulationskette entwickelt wurde mit deren Hilfe die Entwicklung der Mikrostruktur und der mechanischen Eigenschaften von additiv gefertigten Teilen beschrieben werden kann.