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Keywords
- 316L (1)
- SLM (1)
- grain structure (1)
- phase evolution (1)
- tensile properties (1)
Institute
The effect of heat treatment at various temperatures (650, 850, 1050, and 1100°C) and dwell times (10 min and 1 h) on the metallurgical and microstructural evolution as well as on the related tensile properties of stainless steel 316L processed by selective laser melting (SLM) has been systematically evaluated. The metallurgical and microstructural features such as defects, stability of the columnar–cellular structure and substructure, second phase particles, and phase transformation imparted by SLM and heat treatment have been discussed. It has been shown that the processing conditions specific to SLM significantly alter the kinetics of phase evolution compared to standard welding techniques which affects the accuracy of the prediction. The influence of these characteristics on tensile properties and hardness was elucidated. It was disclosed that with increasing heat treatment temperature there was a gradual increase in elongation but a decrease in strength related to the dislocation density and the development of the microstructure.
Das pulverbasierte 3D-Metalldrucken ermöglicht die Fertigung von hochkomplexen Integralbauteilen, die als Trägerstruktur für Mikroreaktoren benutzt werden. Nach einer Beschichtung der Struktur mit einem Katalysatormaterial, können diese Mikroreaktoren höchst effizient für die CO2-Methanisierung eingesetzt werden. Durch die additive Fertigung mit dem selektiven Laserstrahlschmelzen (SLM) wurden adaptierte dreidimensionale periodische Gitterstrukturen mit sehr geringen Wandstärken hergestellt. Diese weisen ein sehr günstiges Verhältnis von Oberfläche zu Volumen (TPMS - Triply periodic minimal surface) auf. Des Weiteren zeigen die TPMS-Strukturen vorteilhafte Strömungseigenschaften, die sowohl für die Beschichtung mit dem Katalysator-Material als auch die Durchströmung mit den Reaktionsmedien im Betrieb essentiell sind. So ist es beispielsweise möglich, durch die Variation der Dimension einer TPMS-Struktur die Oberfläche pro Volumeneinheit, den hydraulischen Durchmesser des Reaktors und somit auch den Transportprozess des Fluids deutlich zu verbessern. Diese Faktoren ermöglichen eine effektivere Gas-Katalysator-Reaktion. Im Vergleich zu Mikroreaktorstrukturen aus den traditionellen Herstellungsverfahren liefern die additiv gefertigten Strukturen sowohl eine höhere CO2-Umwandlungsrate als auch eine CH4-Selektivität innerhalb des diffusionskontrollierten Bereichs.