Karakterisering av additiv tilvirket mareldingsstål for bruk i beskyttelseskonstruksjoner

Abstract

Mareldete stål er stål med høy styrke og seighet og kan varmebehandles for å oppnå svært høy styrke. Dette kombinert med at mareldet stål er en god kandidat for produksjon med additiv produksjon (AM) på grunn av varmebehandlingsegenskapene kan den utnyttes i beskyttelseskonstruksjoner. Forskjellige geometrier av et AM 18Ni-300 mareldet stål produsert med PBF SLM-metoden ble printet og hardhet, porøsitet, tetthet, styrke, duktilitet og energiabsorpsjon ble testet for å avsløre årsaken til sprøheten og mulig utforme en passende varmebehandling. Porøsiteten og spesielt de usmeltede partiklene ble funnet å muligens være ansvarlige for sprøheten, da ingen andre klare forskjeller blir funnet. Dette er fordi disse feilene kan fungere som stresshevere. Like resultater viser APP2 og HTP2 har generelt de samme egenskapene. Ingen anbefalinger kan gis for å endre varmebehandlingen på grunn av lite data. Det er en mulighet for at overelding kan være gunstig, men det er ikke funnet noen klar sammenheng mellom de foretrukne mekaniske egenskapene og mengden av austenitt. Gitt det lave antallet prøver er det ingen klar konklusjon.

Maraged steels are steels with high strength and toughness and can be heat treated to reach very high strengths, this combined with maraged steel being a good candidate for additive manufacturing (AM) production due to the heat treatment properties and utilization in protection constructions. Different geometries of an AM 18Ni-300 maraged steel produced with PBF SLM method was printed and hardness, porosity, density, strength, ductility and energy absorption were tested in order to reveal the cause of embrittlement and potentially design a suitable heat treatment. The porosity and especially the unmelted particles was found to possibly be responsible for the embrittlement as no other clear differences are found, this is because these flaws can act as stress raisers. The consistent results showing APP2 and HTP2 generally having the same properties. No recommendations can be made to change the heat treatment due to little data, there is a possibility that overaging might be beneficial, but no clear link between the preferred mechanical properties and amount of austenite are found. Given the low number of specimens there are no clear conclusion.