Der Einfluss der Porosität auf die Initiation von Ermüdungsrissen in additiv gefertigten Titanbauteilen

Ohne nachträgliches HIPing wird die Ermüdungslebensdauer von additiv gefertigten Teilen aus Elektronenstrahlschmelzen (EBM) derzeit von der Anwesenheit von Porosität dominiert, was zu großen Streuungen führt. Hier haben wir gezeigt, dass die Größe und Lage dieser Defekte entscheidend für die Ermüdungslebensdauer von EBM Ti-6Al-4V-Proben ist. Die Röntgen-Computertomographie wurde verwendet, um alle Poren in Ermüdungsproben vor den Tests zu charakterisieren und um die Initiation und das Wachstum von Ermüdungsrissen zu verfolgen. Dies zeigt, dass die Initiationsphase einen großen Teil der Lebensdauer ausmacht (>70%). In diesen Proben war der initiierende Defekt häufig keineswegs der größte (lediglich innerhalb der oberen 35% der großen Defekte). Bei Verwendung verschiedener Rankingstrategien, einschließlich einer Reihe von Parametern, fanden wir heraus, dass der tatsächliche initiierende Defekt, wenn die Nähe zur Oberfläche und das Porenverhältnis berücksichtigt wurden, innerhalb der oberen 3% der als schädlichsten bewerteten Defekte lag. Dies bildet die Grundlage dafür, wie die Depositionparameter optimiert werden können, um sicherzustellen, dass die Verteilung der Poren auf die Verteilung der aufgebrachten Spannungen in additiv gefertigten Teilen abgestimmt wird, um die Ermüdungslebensdauer für einen bestimmten Lastzyklus zu maximieren.