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Faszinierende Studie zum Thema "Wachstumsverhalten von Ermüdungsrissen additiv gefertigter Stählen (WAAM)"

Faszinierende Studie zum Thema "Wachstumsverhalten von Ermüdungsrissen additiv gefertigter Stählen (WAAM)"

Durch die Kombination von Schweißtechnik und Robotik entwickelt sich das "wire arc additive manufacturing" (WAAM) zu einer praktikablen Konstruktionsmethode. Um eine breitere Anwendung, insbesondere im Hinblick auf die strukturelle Integrität, zu ermöglichen, ist ein besseres Verständnis der Ermüdungseigenschaften von WAAM-Materialien erforderlich. Daher wurde eine experimentelle Untersuchung des Wachstums von Ermüdungsrissen (Fatigue Crack Growth, FCG) von WAAM-Blechen aus normal- und hochfesten Stählen durchgeführt, über die hier berichtet wird. Im Anschluss an die Materialcharakterisierung wurden FCG-Tests an 13 maschinell bearbeiteten kompakten Zugproben durchgeführt. Die Proben wurden in verschiedenen Richtungen aus WAAM-Blechen entnommen, die mit einer parallelen Beschichtungsstrategie hergestellt wurden. Zur Analyse der Mechanismen des Risswachstums wurde auch eine Fraktographie der geprüften Proben durchgeführt. Die Materialprüfung ergab eine annähernd proportionale Beziehung zwischen der Härte und der Bruchfestigkeit. Aus den FCG-Prüfungen wurden die Konstanten des "Paris' Law" für die WAAM-Proben aus normal- und hochfestem Stahl abgeleitet, wobei sich für letztere durchweg niedrigere Materialkonstanten m ergaben. Zusätzliche FCG-Daten von WAAM-Stählen, die mit der parallelen und der oszillierenden Abscheidungsstrategie gedruckt wurden, konnten gesammelt und analysiert werden. Es zeigte sich, dass die beiden Abscheidungsstrategien zu ähnlichen Risswachstumsraten bei normalfesten WAAM-Stählen, aber zu unterschiedlichen FCG-Verhaltenstrends bei hochfesten WAAM-Stählen führten. Schließlich zeigte die fraktografische Analyse, dass die WAAM-Proben während des FCG hauptsächlich ein sprödes Verhalten aufwiesen, aber vor dem Bruch ein gewisses duktiles Verhalten zeigten.

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