In-Situ Phase Transition Analysis of Conventional and Laser Beam Melted AlSi10Mg and X5CrNiCuNb16-4 Alloys* : Dedicated to Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Mayr on his 80 ^th birthday Translated title: In-situ-Analyse der Phasenumwandlungen in konventionellen und laserstrahlgeschmolzenen Legierungen AlSi10Mg und X5CrNiCuNb16-4 : Gewidmet Herrn Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Mayr zum 80. Geburtstag

Abstract

Although metallic materials processed by laser beam melting have significantly different microstructures compared to their conventional counterparts no adjusted heat treatment parameters have been published to date. Conventional heat treatment will therefore not always result in the desired mechanical properties. This project examines the effect of heat treatment on the properties of laser beam melted components produced with AlSi10Mg (EN AC-43000) precipitation hardening cast aluminium alloy and X5CrNiCuNb16-4 (1.4542 or 17-4 PH) martensitic precipitation hardening steel. Comparisons to conventionally manufactured material are made in parallel. The kinetics of phase transformation during heat treatment is analysed in-situ by means of differential scanning calorimetry (AlSi10Mg and X5CrNiCuNb16-4) and dilatometry (X5CrNiCuNb16-4). The results show considerable differences in phase transformation kinetics between laser beam melted and conventionally processed materials.

Kurzfassung

Für mittels Laserstrahlschmelzen verarbeitete metallische Werkstoffe existieren bisher keine angepassten Wärmebehandlungsparameter, obwohl diese Werkstoffe gegenüber ihren konventionellen Pendants signifikant unterschiedliche Gefüge aufweisen. Herkömmliche Wärmebehandlungsparameter führen daher nicht immer zu den gewünschten mechanischen Eigenschaften. In dieser Arbeit wird der Einfluss der Wärmebehandlung auf die Werkstoffeigenschaften laserstrahlgeschmolzener Bauteile aus der aushärtbaren Aluminiumgusslegierung AlSi10Mg (EN AC-43000) und dem martensitischen, ausscheidungshärtenden Stahl X5CrNiCuNb16-4 (1.4542 bzw. 17-4 PH) untersucht. Parallel findet ein Vergleich mit dem jeweiligen konventionell gefertigten Werkstoff statt. Die Kinetik der Phasenumwandlungen während der Wärmebehandlung wird in situ mittels Differential Scanning Calorimetry (AlSi10Mg und X5CrNiCuNb16-4) sowie Dilatometrie (X5CrNiCuNb16-4) analysiert. Die Ergebnisse zeigen einen erheblichen Unterschied der Phasenumwandlungskinetik zwischen laserstrahlgeschmolzenen und konventionell verarbeiteten Werkstoffen.