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Tensile and Low‐Cycle Fatigue Behavior of Laser Powder Bed Fused Inconel 718 at Room and High Temperature

  • This study investigates the room‐ and high‐temperature (650 °C) tensile and low‐cycle‐fatigue behavior of Inconel 718 produced by laser powder bed fusion (PBF‐LB/M) with a four‐step heat treatment and compares the results to the conventional wrought material. The microstructure after heat treatment is characterized on different length scales. Compared to the wrought variant, the elastic and yield properties are comparable at both test temperatures while tensile strength, ductility, and strain hardening capacity are lower. The fatigue life of the PBF‐LB/M variant at room temperature is slightly lower than that of the wrought material, while at 650 °C, it is vice versa. The cyclic stress response for both material variants is characterized by cyclic softening, which is more pronounced at the higher test temperature. High strain amplitudes (≥0.7%) at room temperature and especially a high testing temperature result in the formation of multiple secondary cracks at the transitions ofThis study investigates the room‐ and high‐temperature (650 °C) tensile and low‐cycle‐fatigue behavior of Inconel 718 produced by laser powder bed fusion (PBF‐LB/M) with a four‐step heat treatment and compares the results to the conventional wrought material. The microstructure after heat treatment is characterized on different length scales. Compared to the wrought variant, the elastic and yield properties are comparable at both test temperatures while tensile strength, ductility, and strain hardening capacity are lower. The fatigue life of the PBF‐LB/M variant at room temperature is slightly lower than that of the wrought material, while at 650 °C, it is vice versa. The cyclic stress response for both material variants is characterized by cyclic softening, which is more pronounced at the higher test temperature. High strain amplitudes (≥0.7%) at room temperature and especially a high testing temperature result in the formation of multiple secondary cracks at the transitions of regions comprising predominantly elongated grain morphology and columns of stacked grains with ripple patterns in the PBF‐LB/M material. This observation and pronounced crack branching and deflection indicate that the cracks are controlled by sharp micromechanical gradients and local crystallite clusters.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Nadja SonntagORCiD, Benjamin Piesker, Luis Alexander Ávila CalderónORCiD, Gunther MohrORCiD, Birgit RehmerORCiD, Leonardo Agudo JácomeORCiD, Kai HilgenbergORCiD, Alexander EvansORCiD, Birgit SkrotzkiORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Advanced Engineering Materials
Jahr der Erstveröffentlichung:2024
Organisationseinheit der BAM:5 Werkstofftechnik
5 Werkstofftechnik / 5.1 Mikrostruktur Design und Degradation
5 Werkstofftechnik / 5.2 Metallische Hochtemperaturwerkstoffe
8 Zerstörungsfreie Prüfung
8 Zerstörungsfreie Prüfung / 8.5 Röntgenbildgebung
9 Komponentensicherheit
9 Komponentensicherheit / 9.6 Additive Fertigung metallischer Komponenten
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Wiley
Aufsatznummer:2302122
Erste Seite:1
Letzte Seite:17
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Additive manufacturing; Fatigue damage; Heat treatment; Inconel 718; Laser powder bed fusion; Low-cycle fatigue; Tensile strength
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Additive Fertigung
DOI:10.1002/adem.202302122
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-599316
ISSN:1527-2648
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:06.05.2024
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:06.05.2024
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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