TY - JOUR A1 - Laquai, René A1 - Müller, Bernd R. A1 - Kasperovich, G. A1 - Haubrich, J. A1 - Requena, G. A1 - Bruno, Giovanni T1 - X-ray refraction distinguishes unprocessed powder from empty pores in selective laser melting Ti-6Al-4V N2 - For the first time, X-ray refraction techniques are proven for the identification of void formation in Ti-6Al-4V parts produced by selective laser melting. The topology and volume fraction of pores are measured in samples produced with different laser energy density. Unique X-ray refraction methods identify different kinds of defects, characteristic to the regions below and above the Optimum laser energy density, namely unprocessed powder (unmolten powder particles, balling effect, and Fusion defects) from empty keyhole pores. Furthermore, it is possible to detect small inhomogeneities (voids or cracks) with sizes below the spatial resolution of optical microscopy and X-ray computed tomography. KW - Additive manufacturing KW - X-ray refraction KW - Microscopy KW - X-ray computed tomography KW - Porosity PY - 2018 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-434041 DO - https://doi.org/10.1080/21663831.2017.1409288 SN - 2166-3831 VL - 6 IS - 2 SP - 130 EP - 135 PB - Taylor & Francis Group CY - London, UK AN - OPUS4-43404 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Laquai, René A1 - Müller, Bernd R. A1 - Kasperovich, G. A1 - Requena, G. A1 - Bruno, Giovanni T1 - Unterscheidung verschiedener charakteristischer Defekte in mittels selektivem Laserschmelzen hergestelltem Ti-6Al-4V durch Röntgen-Refraktionsradiographie N2 - Das selektive Laserschmelzen (SLM) ist eine pulverbasierte, additive Fertigungsmethode, welche die Herstellung von komplex und individuell geformten Bauteilen ermöglicht. Im Laufe der vergangenen Jahre haben verschiedene Branchen, unter anderem die Luft- und Raumfahrt Industrie, begonnen diese Technologie intensiv zu erforschen. Insbesondere die Titanlegierung Ti-6Al-V4, welche aufgrund ihrer Kombination von mechanischen Eigenschaften, geringer Dichte und Korrosionsbeständigkeit häufig in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt wird, eignet sich für die Herstellung mittels SLM. Allerdings können durch nicht optimal gewählte Prozessparameter, welche für gewöhnlich in einer Energiedichte zusammengefasst werden, Defekte in den Bauteilen entstehen. In dieser Studie wurde untersucht, in wie weit Röntgen-Refraktionsradiographie geeignet ist diese Defekte zu detektieren und zu charakterisieren. Bei der Röntgen-Refraktionsradiographie wird die Röntgenstrahlung, nachdem sie die Probe transmittiert hat, über einen Analysatorkristall gemäß der Bragg-Bedingung in den 2D-Detektor reflektiert und dabei nach ihrer Ausbreitungsrichtung gefiltert. Dadurch wird neben der Schwächung auch die Ablenkung der Röntgenstrahlung durch Refraktion im inneren der Probe zur Bildgebung ausgenutzt. Aus den aufgenommen Refraktionsradiogrammen kann der Refraktionswert berechnet werden. Dieser ist ein Maß für die Menge an inneren Oberflächen in der Probe. Zum einen konnte gezeigt werden, dass die Röntgen-Refraktionsradiographie Defekte detektieren kann, die kleiner sind als die Ortsauflösung des verwendeten 2D-Detektors. Zum anderen können zwei verschiedene Typen von Defekten unterschieden werden. Bei dem ersten Typ handelt es sich um runde Poren mit geringer innerer Oberfläche. Diese, sogenannten „keyhole pores“ sind charakteristisch für eine zu hohe Energiedichte während des SLM Prozesses. Bei dem zweiten Typ handelt es sich um nicht komplett aufgeschmolzenes Pulver. Diese Defekte zeichnen sich durch eine hohe innere Oberfläche aus und sind charakteristisch für eine zu geringe Energiedichte. Vergleichende Messungen mit hochauflösender Synchrotron CT und optischer Mikroskopie bestätigen die charakteristischen Formen der verschiedenen Defekte. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2018 CY - Leipzig, Germany DA - 07.05.2018 KW - Röntgen-Refraktion KW - Additive Fertigung KW - Porosität PY - 2018 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-449524 SN - 978-3-940283-92-4 VL - DGZfP BB166 SP - Mo.2.A.2., 1 EP - 7 AN - OPUS4-44952 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Evsevleev, Sergei A1 - Mishurova, Tatiana A1 - Cabeza, Sandra A1 - Koos, R. A1 - Sevostianov, I. A1 - Garces, G. A1 - Requena, G. A1 - Fernández, R. A1 - Bruno, Giovanni T1 - The role of intermetallics in stress partitioning and damage evolution of AlSi12CuMgNi alloy N2 - Load partitioning between phases in a cast AlSi12CuMgNi alloy was investigated by in-situ compression test during neutron diffraction experiments. Computed tomography (CT) was used to determine volume fractions of eutectic Si and intermetallic (IM) phases, and to assess internal damage after ex-situ compression tests. The CT reconstructed volumes showed the interconnectivity of IM phases, which build a 3D network together with eutectic Si. Large stresses were found in IMs, revealing their significant role as a reinforcement for the alloy. An existing micromechanical model based on Maxwell scheme was extended to the present case, assuming the alloy as a three-phase composite (Al matrix, eutectic Si, IM phases). The model agrees well with the experimental data. Moreover, it allows predicting the principal stresses in each phase, while experiments can only determine stress differences between the axial and radial sample directions. Finally, we showed that the addition of alloying elements not only allowed developing a 3D interconnected network, but also improved the strength of the Al matrix, and the ability of the alloy constituents to bear mechanical load. KW - Aluminum alloys KW - Neutron diffraction KW - Micromechanical modeling KW - Internal stress KW - Computed tomography PY - 2018 DO - https://doi.org/10.1016/j.msea.2018.08.070 VL - 736 SP - 453 EP - 464 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-45927 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -