In Anbetracht des Schlüsselsproblems, dass grobkörnige Austenitkörner in hochkohlenstoffhaltigem mittelmanganhaltigem Stahl dessen Festigkeit und Dehnbarkeit einschränken, wurden die Mikrostruktur, mechanische Eigenschaften und Bruchmechanismen des Fe-1.4C-8Mn-2Al hochkohlenstoffhaltigen mittelmanganhaltigen Austenit-Twin-Induzierten Plastizitätseffekts (TWIP) Stahls untersucht. Eine vergleichende Analyse der Auswirkungen der Herstellungsverfahren Gießen + Lösungsglühen, Warmwalzen + Lösungsglühen und selektives Laserschmelzen (SLM) auf den Versuchs-Stahl wurde durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass der Guss + Lösungsglüh-Zustand aufgrund grobkörniger Austenitkörner (ca. 1 mm) eine Streckgrenze von nur 371 MPa und eine Dehnung von etwa 15 % aufweist, mit einem sprunghaften Spannungseinbruch während der Zugbelastung, der auf vorzeitiges Versagen durch innere oder Oberflächenrisse hindeutet. Nach Warmwalzen + Lösungsglühen werden die Körner auf 370 μm verfeinert, die Streckgrenze steigt auf 447 MPa und die Dehnung verbessert sich auf 20 %, wobei die Körner jedoch noch relativ grob sind. Der mittels SLM hergestellte Versuchs-Stahl erreicht aufgrund der extrem hohen Abkühlrate eine Feinkornverstärkung, mit einer Streckgrenze von 687 MPa, aber die Dehnung sinkt auf 14 %, und der Bruch zeigt nicht zusammenhängende Bereiche. Das interkristalline Versagen bei den Guss + Lösungsglühen und Warmwalzen + Lösungsglühen Proben steht in engem Zusammenhang mit der Spannungsansammlung an den Korngrenzen durch grobkörnige Struktur und inkohärente plastische Verformung. Die mangelnde Plastizität der SLM-Proben resultiert aus uneinheitlicher Korngröße (Koexistenz von äquiaxialen Körnern und säulenförmigen Körnern in <100>-Richtung) sowie Herstellungsdefekten. Zukünftig ist es notwendig, die SLM-Prozessparameter zu optimieren, um das bevorzugte Kornwachstum zu unterdrücken und Defekte wie ungeschmolzenes Pulver oder Schrumpfporen zu beseitigen. Zusätzlich kann eine nachfolgende Wärmebehandlung zur Optimierung der Komponentendistribution und Mikrostrukturhomogenität eingesetzt werden, um eine hervorragende Kombination aus hoher Festigkeit und guter Plastizität zu erreichen.

hochkohlenstoffhaltiger mittelmanganstahl; Warmwalzen; Korngröße; TWIP-Effekt; additive Fertigung