Development and characterization of a metastable Al-Mn-Ce alloy produced by laser powder bed fusion

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Katharina Gabrysiak - , Professur für Werkstofftechnik, Technische Universität Dresden, Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Tobias Gustmann - , Institut für Werkstoffwissenschaft (IfWW), Technische Universität Dresden, Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Jens Freudenberger - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Kai Neufeld - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Lars Giebeler - , Professur für Werkstoffsynthese und Analytik (gB/IFW), Technische Universität Dresden, Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Christoph Leyens - , Professur für Werkstofftechnik, Technische Universität Dresden, Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (Autor:in)
  • Uta Kühn - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)

Abstract

Laser powder bed fusion (LPBF) can help to overcome two challenges occurring by casting of metastable Al alloys: (1) the high amount of casting defects and (2) the limited part size while maintaining rapid solidification of the whole cross-section. In this study, an Al92Mn6Ce2 alloy was processed crack-free without baseplate heating by LPBF. The high cooling rate during fabrication has a significant impact on the microstructure, which was characterized by SEM, TEM and XRD. The processing through LPBF causes a high amount and a strong refinement of the intermetallic Al20Mn2Ce precipitates. This leads, compared to suction-cast specimens, to a higher hardness (180 HV 5) and a higher tolerable compressive stress (>1200 MPa) associated with a pronounced plasticity without failure up to a strain of 40%. The extraordinary mechanical properties of additively manufactured Al92Mn6Ce2 can extend the possibilities of producing novel LPBF lightweight structures for potential applications under harsh conditions.

Details

OriginalspracheEnglisch
Aufsatznummer100017
FachzeitschriftAdditive Manufacturing Letters
Jahrgang1
PublikationsstatusVeröffentlicht - Dez. 2021
Peer-Review-StatusJa

Schlagworte

Schlagwörter

  • AlMnCe, Laser powder bed fusion, Mechanical characterization, Metastable aluminum alloys, Rapid solidification