Effect of post-heat treatment on fatigue crack growth behavior in wire arc additive manufactured TC11 titanium alloys

Diese Studie untersucht die Auswirkungen der Nachhitzebehandlung auf das Ermüdungsrisswachstum (FCG) von Drahtbogenhilfsmitteln aus TC11-Titanlegierungen (WAAMed) und konzentriert sich dabei auf die Region Paris und die zugrunde liegenden Mechanismen des Risswachstums. Die Forschungsarbeiten beleuchten den Einfluss unterschiedlicher Wärmebehandlungen auf die Mikrostruktur und FCG-Beständigkeit von TC11-Legierungen und zeigen, wie Variationen der Wärmebehandlungsparameter die Materialleistung optimieren können. Zu den wichtigsten Ergebnissen zählen die Identifizierung eines Wendepunkts in den FCG-Kurven, der Einfluss der Mikrostruktur auf Risswachstumsmechanismen und die überlegene FCG-Beständigkeit des hitzebehandelten WAAMed TC11 im Vergleich zu herkömmlichen Materialien. Die Studie untersucht auch den Übergang von Risswachstumsmechanismen von Quasi-Spaltung zu Mikro-Void-Koaleszenz bei steigendem Stressintensitätsfaktor (ΔK) und liefert ein umfassendes Verständnis der Faktoren, die FCG in diesen fortschrittlichen Materialien beeinflussen. Durch den Vergleich des FCG-Verhaltens von WAAMed TC11 mit dem von lasergeschmolzener Abscheidung (LMDed) TC4-DT zeigt die Forschung das Potenzial von WAAM-HT für die Herstellung von Komponenten mit hoher Schadenstoleranz für Luft- und Raumfahrtanwendungen. Die detaillierte Analyse von Bruchflächen und mikrostrukturellen Eigenschaften bietet wertvolle Einblicke in die Optimierung von Wärmebehandlungsprozessen zur Verbesserung der Dauerfestigkeit von Titanlegierungen in anspruchsvollen Umgebungen.