Mikroskopie oceli X3NiCoMoTi 18-9-5 zpracované 3D tiskem

Abstract

Mikrostruktura ocelí zpracovaných aditivními technologiemi (3D tiskem) se výrazně liší od mikrostruktury oceli se stejným chemickým složením připravené konvenčním litím a tvářením. Mikrostrukturní rozdíly jsou způsobeny především velkými gradienty rychlostí při ohřevu laserem a následném ochlazení, které vedou ke vzniku silně nerovnovážných struktur. Pro maraging ocel X3NiCoMoTi 18-9-5 je typická buněčná mikrostruktura tvořená směsní rovnoosých a protažených buněk tuhého roztoku s výskytem malého množství zbytkového austenitu na hranicích těchto buněk. Podíl zbytkového austenitu se mění při následném tepelném zpracování vytištěné oceli. Po žíhání na snížení pnutí na 820 °C dojde k úplné austenitizaci původní mikrostruktury a jejímu pomalému ochlazování, při kterém zbytkový austenit ze struktury zcela zmizí. Na druhé straně, při precipitačním vytvrzení na nižší teplotě 490 °C dochází k rozpadu přesyceného tuhého roztoku matrice za vzniku nových precipitátů a dalšího zbytkového austenitu (tzv. reverze austenitu). Rovněž vady mikrostruktury jsou pro materiály získané 3D tiskem odlišné od konvenčních materiálů. Ve větší míře se v tišených strukturách objevují poměrně hrubě, sferiodizované, oxidy Ti a Fe, kavity charakteristických tvarů v místech dotyku tří zrn a nerozpuštěná zrníčka prášků, nebo jejich části. Vzhledem k velkému vlivu mikrostruktury a jejích vad na mechanické vlastnosti je velmi důležitá analýza vztahu mezi parametry tisku a následného tepelného zpracování, vznikající mikrostrukturou a mechanickým i vlastnostmi.