Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Undersökning av hårdhet på pulverbäddtillverkad superlegering 247 LC
University West, Department of Engineering Science, Division of Industrial Engineering and Management, Electrical- and Mechanical Engineering.
University West, Department of Engineering Science, Division of Industrial Engineering and Management, Electrical- and Mechanical Engineering.
2020 (Swedish)Independent thesis Basic level (professional degree), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesisAlternative title
Investigation of the hardness of Alloy 247LC manufactured by laser powder bed fusion (English)
Abstract [sv]

Legering 247 LC är ett nickelbaserat superlegeringsmaterial som används i tillverkning av gasturbinblad. Då materialet i gasturbinbladet har en hög hållfasthet, prestanda vid höga temperaturer och en smältpunkt som är högre än 1200 °C kan bladet användas i de hetaste sektionerna av jetmotorer och gasturbiner. Desto högre temperaturer motorn har, desto mer effektivitet utvinns. Detta medför en bränslebesparing. I dagsläget tillverkas bladen med hjälp av gjutningsmetoden vilket medför en stor resursinsats i form av tid, arbetskraft och material. För att effektivisera framställningen av Legering 247 LC-turbinblad pågår forskning i hur tillverkningen ska utföras med hjälp av olika metoder. En av dessa metoder heter additiv tillverkningsmetoden som även kallas 3D-utskrift vilket omfattar laserpulverbäddfusion (LPBF) som innebär laserbaserad smältning i pulverbädd. Laserpulverbäddfusion är en process som underlättar tillverkningen av mycket komplexa bladformer av olika slag som kan vara en problematik vid tillverkning i gjutningsmetoden. Legering 247 LC viktigaste egenskaper är styrkan och hårdheten och därmed är det viktigt att dessa egenskaper bevaras även vid laserpulverbäddfusionsprocessen. Syftet med denna studie är att mäta hårdheten hos Legering 247 LC som tillverkas genom laserpulverbäddfusion (L-PBF) i additiv tillverkningsmetoden och sedan jämföra mätresultatet av hårdhetsvärden med de givna hårdhetsvärden i gjutmetoden. Detta för att undersöka ifall dessa egenskaper bevaras genom laserpulverbäddfusion (L-PBF) då Legering 247 LC viktigaste egenskaper är styrkan och hårdheten. Till detta använde vi oss utav 36 provkuber med dimensioner 15x15x15 mm. Provkuberna tillverkades genom laserpulverbäddfusion med varierande processparametrarna på effekt och hastighet för att undersöka och komma fram till lämpligast energitäthet för materialets hårdhet. Provkuberna sågades sedan i tre tvärsnitt vardera vilket resulterade till att vi hade 108 provbitar. Sedan jämfördes hårdhetsresultaten av alla provbitarna med hårdhetsvärdena från gjutningsmetoden. För att få en djupare förståelse av hårdhetsvärdena analyserades samtliga provbitar med hjälp av optiskmikroskop. Vidare valdes fyra provbitar ut som även observerades i ett svepelektronmikroskop för att kunna undersöka mikrostrukturen. I studien framkom det att genom additiv tillverkningsmetoden och laserpulverbäddfusion (LPBF) tillverkningsprocessen kan vara en lämplig metod om den används med rätt processparametrar.

Abstract [en]

Alloy 247 LC is a material that is used in manufacturing for making gas turbine blades and is made of nickel. Due to that the material in the blade has a high strength at high temperatures and a melting point higher than 1200 °C, is the blade can be used in the warmest/hottest sections of jet engines and turbines. The efficaciousness of the motors depends on the temperatures, and the higher temperature the more efficiency. This induces a cut/saving of fuel. Nowadays the blades are made of casting which brings a big effort in both time, labor, and material. To make the production of Alloy 247 LC more effective the research is in progress and focuses on how the product can be performed with different methods. One of these methods is called additive manufacturing which is also called 3D print. This method includes laser powder bed fusion (L-PBF) and implies laser-based melting in powder bed. Laser powder bed fusion is a process that simplifies the production of very complex shapes of blades which can be problematic during the manufacturing in casting. The most important characteristics of Alloy 247 LC is the strength and hardness. Hence, it is important that these features are preserved also during laser powder bed fusion. The purpose of this study is to measure the hardness at Alloy 247 LC which is manufactured through laser powder bed fusion (L-PBF) in additive manufacturing and subsequently compare the result of hardness values with the given hardness values that the casting has. This to investigate if these features are preserved through laser powder bed fusion (L-PBF) due to that the most important characteristics of Alloy 247 LC are strength and severity. We used 36 test cubes with the dimensions of 15x15x15 mm. The cubes were produced with/through laser powder bed fusion with varying process parameters on power and speed to and arrive at the most suitable for the hardness of the material. The cubes were divided into three pieces each which implicated that we had 108 pieces for the test. Thereafter the result from the hardness values was compared with the hardness values from the casting. To get a deeper understanding of the results of hardness values, all of the pieces from the test were analyzed with the help of optical microscope. Further four pieces from the test were chosen and also observed in a scanning electron microscope in order to examine the microstructure. The conclusion in the study was that laser powder bed fusion (L-PBF) can be a suitable method if used with the right process parameters.

Place, publisher, year, edition, pages
2020. , p. 31
Keywords [sv]
Legeringsmaterial, gasturbiner
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:hv:diva-15678Local ID: EXM502OAI: oai:DiVA.org:hv-15678DiVA, id: diva2:1456160
Subject / course
Mechanical engineering
Educational program
Maskiningenjör
Supervisors
Examiners
Available from: 2020-08-18 Created: 2020-08-03 Last updated: 2020-08-18Bibliographically approved

Open Access in DiVA

No full text in DiVA

By organisation
Division of Industrial Engineering and Management, Electrical- and Mechanical Engineering
Mechanical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 181 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf