Original title: Modifikace krystalografické textury austenitické oceli pomocí 3D tisku
Translated title: Modification of the crystallographic texture of austenitic steel by 3D printing
Authors: Fábry, Adam ; Dočekalová, Kateřina (referee) ; Koutný, Daniel (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2024
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [cze] [eng]
Mikroštruktúra, a teda aj mechanické vlastnosti materiálu, závisia na rýchlosti ochladzovania a smere teplotného gradientu pri chladnutí, ktorý je možné pri aditívne vyrábaných kovových dieloch jednoducho ovplyvňovať. V predchádzajúcich výskumoch je táto zmena realizovaná zmenou skenovacej stratégie pri výrobe. Táto práca sa zaoberá modifikáciou kryštalografickej štruktúry materiálu X30Mn22 zmenou rýchlosti a výkonu lasera pri zachovaní konštantnej skenovacej stratégie meander bez rotácie. Za účelom zistenia použiteľných parametrov výroby bol vykonaný test jednoduchých zvarov, ktorý poskytol základ pre budúcu výrobu a testy objemových vzoriek. Na vyrobených objemových vzorkách bola pomocou porozity vyhodnocovaná vhodnosť použitých parametrov výroby objemu materiálu a mikroštruktúra dosiahnutá v priereze tejto vzorky vykreslená pomocou EBSD máp, kde došlo k zásadným zmenám mikroštruktúry len pomocou zmeny laserových parametrov výroby. Pre vybrané vzorky mikroštruktúry boli ďalej vyrobené ťahové vzorky a boli otestované ich mechanické vlastnosti. Výsledky ťahových skúšok ukázali medzi jednotlivými mikroštruktúrami rozdiely 18% pre medzu klzu a až 10% v prípade medze pevnosti. Najvýznamnejší rozdiel bol však v dosiahnutom module pevnosti v ťahu, ktorý sa líšil až o 27%. Práca poskytuje základné poznatky o modifikovaní a úprave štruktúry materiálu s vysokým obsahom mangánu zmenou nastavenia výkonu a rýchlosti lasera. The microstructure, and therefore the mechanical properties of the material, depend on the cooling rate and the direction of the temperature gradient during cooling, which can be easily influenced in additively manufactured metal parts. In previous research, this change has been achieved by altering the scanning strategy during production. This work focuses on modifying the crystallographic structure of material X30Mn22 by varying the laser speed and power while maintaining a constant meander scanning strategy without rotation. To determine the applicable production parameters, a test of simple welds was conducted, providing a basis for future production and testing of bulk samples. The suitability of the production parameters and the microstructure achieved in the sample cross-section were evaluated using porosity on the fabricated bulk samples, and the microstructure was depicted using EBSD maps, showing significant changes in microstructure solely by altering the laser production parameters. Tensile samples were further fabricated for selected microstructure samples, and their mechanical properties were tested. The results of tensile tests showed differences between individual microstructures of 18% for yield strength and up to 10% for ultimate tensile strength. However, the most significant difference was in the achieved tensile modulus, which differed by up to 27%. The work provides fundamental insights into modifying and adjusting the structure of manganese-rich material by changing laser power and speed settings.
Keywords: microstructure; modification; SLM; X30Mn22; mikroštruktúra; modifikácia; SLM; X30Mn22

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: https://hdl.handle.net/11012/247314

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-618012


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses