Influence of heat treatment under hot isostatic pressing (HIP) on microstructure of intermetallic-reinforced tool steel manufactured by laser powder bed fusion

Comparative Study on H20 Steel Billets: Additive Manufacturing vs. Powder Metallurgy

“…It was found that the microstructure of SLM-made marag-ing stainless steel differs from the conventionally produced one. This was further confirmed in [14]. Khorsand et al assessed the effect of PM process variables on the fatigue strength and tribological characteristics of Fe-1.75, Ni-1.5, Cu-0.5, Mo-0.6 C sintered low alloy steel [15].…”

Austenite Reversion Behavior of Maraging Steel Additive-manufactured by Laser Powder Bed Fusion

“…従来の加工法では不可能な三次元複雑形状の造形を可能 とした [1][2][3][4] 。積層造形技術を用いた材料の造形プロセスは， 3D プリンティングやアディティブ・マニュファクチャリ ング(Additive Manufacturing)と称される場合も多い 3) 。金 属材料に適用される積層造形技術で最も汎用的なプロセ スのひとつは，レーザ粉末床溶融結合(Laser Powder Bed Fusion: L-PBF)法 [1][2][3][4][5] である。不活性ガス雰囲気中のチャ ンバー内に敷設した金属粉末を 1 層ずつ積層し，造形部に レーザ照射し溶融・凝固を繰り返し，構造体を造形する。 この L-PBF プロセスは鉄鋼材料の複雑形状部材の造形を可 能とし，軽量構造部材だけでなくプレス・射出成形用の金 型等への適用が期待されている。鉄鋼材料の合金粉末を用 いた L-PBF プロセス [6][7][8] は SUS316L 9,10) ，SUS304L 10) やマル エージング鋼 11,12) にて多く報告されているが，近年では二 相ステンレス鋼 13) ，17-4PH 14) (SUS630 相当) ，工具鋼 15) や 高強度鋼 16) など幅広い材料への適用が報告されている。 これまで，任意の形状を有するマルエージング鋼金型 の L-PBF 法を用いた積層造形の実現を見据え，緻密な造形 体作製に最適なレーザ条件の探索を目的とし，マルエー ジング鋼造形体の相対密度に及ぼす L-PBF プロセス条件 (レーザ出力 P とレーザ走査速度 v)の影響を系統的に調査 した 17) 。その結果，一般に用いられる体積エネルギー密度 (Volumetric energy density) 18) より，材料中の熱拡散長を考 慮した Deposited energy density 19) に基づく P と v の整理が， マルエージング鋼造形体の緻密化に有効であることを見出 した 17) 。この整理は，アルミニウム合金等の他の金属材料 にも有効であることが検証されている 20,21) 。L-PBF プロセ スにおける最適条件の探索は，99％以上の相対密度を持つ マルエージング鋼造形体の製造可能な P と v の範囲を同定 した 17) 。異なる条件(P，v)で造形したマルエージング鋼の 組織を予備的に調査した結果，いずれの造形体もマルテン サイト組織内部に微細な残留オーステナイト(γ)相が存在 することを明らかにした 22) 。これは，他の研究報告 23,24) と 一致する。また，残留 γ 相の体積率は，P と v によって変化 することも見出した。この L-PBF プロセス条件による残留 γ 相の変化は，その後の熱処理に伴うオーステナイト逆変 態に大きく影響を及ぼすと考えられ，プロセスを利用した 逆変態制御によるマルエージング鋼造形体の高強度・高延 性化 25) が期待される。これまで，L-PBF プロセスによるマ ルエージング鋼積層造形体の微細な金属間化合物相の析出 11,26,27) や熱処理に伴う機械的性質の変化 11,12,25,28) に関する研 究報告は多いが，オ...…”

Austenite Reversion Behavior of Maraging Steel Additive-manufactured by Laser Powder Bed Fusion

“…The L-PBF process enables the manufacturing of complex-shaped parts of steel and is expected to be applied not only to lightweight structural parts but also to fabricate molds for press-forming and injection processes. The L-PBF process [6][7][8] for steel powders has been reported for SUS316L 9,10) , SUS304L 10) , and maraging steel 11,12) , and it has been recently reported for various ferrous alloys including duplex stainless steels 13) , 17-4PH steel 14) (SUS630 equivalent), tool steels 15) and high-strength steels 16) .…”