Effect of Heat Treatment on the Microstructure and Mechanical Properties of 18Ni-300 Maraging Steel Produced by Additive–Subtractive Hybrid Manufacturing

Osman, M.; Sarafan, S.; Wanjara, P.; Bernier, F.; Atabay, S.E.; Gholipour, J.; Molavi-Zarandi, M.; Soost, J.; Brochu, M. (2023). Effect of Heat Treatment on the Microstructure and Mechanical Properties of 18Ni-300 Maraging Steel Produced by Additive–Subtractive Hybrid Manufacturing. Materials, 2023, 16(13), 4749.

 

Cette étude a pour objectif d’analyser l’impact des cycles de traitement thermique (dissolution + vieillissement (STA) et vieillissement direct (DA)) sur la microstructure et les propriétés mécaniques des pièces en acier maraging 18Ni-300 (300 MS) produite par fabrication hybride soit par addition et soustraction de matière (ASHM). Le traitement STA a généré une microstructure martensitique avec des vestiges mineurs de sous-structures cellulaires associées aux conditions de solidification induites par l’ASHM. Le traitement DA a mené à une austénite de réversion ainsi qu’une dissolution partielle des structures cellulaires en de courts fragments. Bien que la résistance à la traction et la dureté soient similaires avec les traitements STA et DA, la ductilité est plus élevée dans les conditions DA. Cela s’explique par la teneur plus élevée en austénite de réversion dans les échantillons traités par DA. Ces derniers peuvent avoir une teneur maximale de 13,4% d’austénite de réversion version moins de 3,0% pour les échantillons traités par STA. Les déformations locales et globales sont de 30,1% et 5,9% respectivement pour les échantillons traités par DA et 23,4% et 4,4% pour les échantillons STA. En conclusion, le traitement DA confère aux échantillons DA une dureté et résistance à la traction similaires aux échantillons STA, et ce tout en conservant une ductilité raisonnable. Le traitement DA permet donc d’éviter l’étape de dissolution. Une augmentation des températures durant le traitement pourrait favoriser la stabilité dimensionnelle et améliorer la qualité de surface des échantillons.