Influence of heat treatment on properties of SD251-PH1 composite produced by additive SLM technology

Abstract

Cílem této případové studie bylo vyhodnotit to, jakým způsobem ovlivňuje tepelné zpracování strukturu a vlastnosti uměle vytvořeného kompozitního materiálu s označením SD251-PH1. Tento kompozitní materiál byl vytvořen smísením dvou práškových směsí v hmotnostním poměru 90 hm. % WC-Co prášku SD251 s 10 hm. % ocelového precipitačně vytvrditelného prášku PH1. Z takto připravené směsi byly vytvořeny vzorky na aditivním zařízení typu SLM a to za parametrů, při kterých byla jejich struktura tvořena otevřenou porézností. Vytištěné vzorky byly potom rozděleny do skupin. Část z nich byla ponechána a druhá část z nich byla použita pro tepelné zpracování vytvrzováním. Zvolený postup tepelného zpracování prototypových vzorků vycházel z normy ASM 5659. Metalografická analýza za pomoci světelného a elektronového mikroskopu spolu s RTG difrakční analýzou byly poté použity k vyhodnocení strukturních a fázových změn v objemu prototypových vzorků. Tyto analýzy byly provedeny před a po jejich tepelném zpracování. Hlavní pozornost byla věnována změnám ve fázovém složení vzorků. Kromě toho byly studovány změny ve velikosti a tvaru pórů a zrn karbidu wolframu (WC). Metalografická analýza byla u vytvořených vzorků doplněna o hodnocení změn v jejich mechanických vlastnostech a změn v jejich odolnosti proti opotřebení. K tomuto účelu bylo použito měření tvrdosti podle Vickerse a zkouška Ball on Disk. Na základě provedených experimentů bylo například možné stanovit, že díky zvolenému postupu tepelnému zpracování došlo k precipitaci nových strukturních fází, které se lišily od původní struktury vzorků, svým tvarem, velikostí, chemickým složením a mechanickými vlastnostmi.