Inconel 738 (IN738), a non-weldable nickel-based superalloy, is essential for high-temperature applications although it poses significant challenges for traditional manufacturing processes due to its high susceptibility to cracking as an outcome of its complex composition. Accordingly, this study aims at identifying the challenges occurring during Electron Beam Melting (EBM) additive manufacturing (AM) process and optimizing the corresponding process parameters for producing healthy (i.e., dense and crack-free) and high-quality (i.e., geometrically sound) Inconel 738 components. Systematic experiments were conducted using an ARCAM A2X EBM system, optimizing parameters like beam current, beam speed, focus offset, and scan strategy. Analysis and evaluation results revealed that the IN738 parts manufactured with optimized pre-heating at 850 °C prevented the smoking phenomenon and formed a stable powder cake. A two-stage hatching process improved density, minimized porosity and eliminated cracking. Additionally, combined contouring strategies reduced surface void fraction. The optimized parameters significantly improved the microstructure and mechanical properties of EBM manufactured IN738components. Several EBM process challenges are determined including buildplate selection, poor and heterogeneous powder spreading, lack of effective temperature monitoring, and deterioration of reused powder. This work offers a robust framework for additive manufacturing of developing high-performance alloys.

Inconel 738, en typ av icke-svetsbar nickelbaserad superlegering, är nödvändig för högtemperatur applikationer men innebär betydande utmaningar i traditionella tillverkningsprocesser på grund av dess höga benägenhet att spricka som ett resultat av dess komplexa sammansättning. Följaktligen syftar denna studie till att identifiera de utmaningar som uppstår under additiv tillverkning (AM) med Elektronstrålesmältning (EBM) och optimera motsvarande processparametrar för att producera friska (dvs. täta och sprickfria) och högkvalitativa (dvs. geometriskt felfria) Inconel 738-komponenter. Systematiska experiment utfördes med hjälp av ett ARCAM A2X EBM-system, där parametrar som strålström, strålhastighet, fokusförskjutning och skanningsstrategi optimerades. Analys- och utvärderingsresultat visade att Inconel 738-delarna tillverkade med optimerad förvärmning vid 850 °C förhindrade rökningsfenomenet och bildade en stabil pulverkaka. En tvåstegs-hatchning förbättrade densiteten, minimerade porositeten och eliminerade sprickbildning. Dessutom reducerade kombinerade konturstrategier ytans tomrumsfraktion. De optimerade parametrarna förbättrade avsevärt mikrostrukturen och de mekaniska egenskaperna hos EBM-tillverkade Inconel 738-komponenter. Flera EBM-processutmaningar identifierades, inklusive val av byggplatta, dålig och heterogen pulverutbredning, brist på effektiv temperaturövervakning och försämring av återanvänt pulver. Detta arbete erbjuder en robust ram för additiv tillverkning av högpresterande legeringar.