Microstructure of selective laser melted nickel–titanium
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Publikationsdatum
2014
Typ der Arbeit
Studiengang
Typ
01A - Beitrag in wissenschaftlicher Zeitschrift
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Übergeordnetes Werk
Materials Characterization
Themenheft
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Reihe / Serie
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Jahrgang / Band
94
Ausgabe / Nummer
Seiten / Dauer
189-202
Patentnummer
Verlag / Herausgebende Institution
Elsevier
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Zusammenfassung
In selective laser melting, the layer-wise local melting of metallic powder by means of a scanning focused laser beam leads to anisotropic microstructures, which reflect the pathway of the laser beam. We studied the impact of laser power, scanning speed, and laser path onto the microstructure of NiTi cylinders. Here, we varied the laser power from 56 to 100 W and the scanning speed from about 100 to 300 mm/s. In increasing the laser power, the grain width and length increased from (33 ± 7) to (90 ± 15) μm and from (60 ± 20) to (600 ± 200) μm, respectively. Also, the grain size distribution changed from uni- to bimodal. Ostwald-ripening of the crystallites explains the distinct bimodal size distributions. Decreasing the scanning speed did not alter the microstructure but led to increased phase transformation temperatures of up to 40 K. This was experimentally determined using differential scanning calorimetry and explained as a result of preferential nickel evaporation during the fabrication process. During selective laser melting of the NiTi shape memory alloy, the control of scanning speed allows restricted changes of the transformation temperatures, whereas controlling the laser power and scanning path enables us to tailor the microstructure, i.e. the crystallite shapes and arrangement, the extent of the preferred crystallographic orientation and the grain size distribution.
Schlagwörter
Shape memory alloy, NiTi, Selective laser melting, Differential scanning calorimetry, Electron rackscatter diffraction, Anisotropic grain
Fachgebiet (DDC)
600 - Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften
Veranstaltung
Startdatum der Ausstellung
Enddatum der Ausstellung
Startdatum der Konferenz
Enddatum der Konferenz
Datum der letzten Prüfung
ISBN
ISSN
1044-5803
1873-4189
1873-4189
Sprache
Englisch
Während FHNW Zugehörigkeit erstellt
Ja
Zukunftsfelder FHNW
Publikationsstatus
Veröffentlicht
Begutachtung
Peer-Review der ganzen Publikation
Open Access-Status
Closed
Lizenz
Zitation
BORMANN, Therese, Bert MÜLLER, Michael SCHINHAMMER, Anja KESSLER, Peter THALMANN und Michael DE WILD, 2014. Microstructure of selective laser melted nickel–titanium. Materials Characterization. 2014. Bd. 94, S. 189–202. DOI 10.1016/j.matchar.2014.05.017. Verfügbar unter: https://irf.fhnw.ch/handle/11654/45838