Microstructural and mechanical properties of maraging steel parts produced by selective laser melting

18Ni-300 maraging steel parts were produced through selective laser melting (SLM) technique, using manufacturer processing parameters. The samples were microstructurally and mechanically characterized in the as build (AB) condition and after a solution treatment (SOL). AB and SOL samples mechanical properties were compared using ageing and tensile tests, while the ageing sequence was studied from a kinetic point of view. No differences were found in the ageing behavior. Actually the solution treatment resulted to have a detrimental effects on mechanical performances because it changed the microstructure of AB samples. Ageing behavior of AB samples was extensively studied, also considering the influence of austenite volume fraction on mechanical properties. The austenite content seemed to play a little role in modifying the material strength than other mechanisms. Tensile tests showed that mechanical properties depends on layer orientation with respect to loading direction and that porosity affects badly fracture elongation. Defects analysis allowed to assess the influence of SLM system configuration on splats distribution and to identify the mechanisms of porosity generation.

Campioni di acciaio maraging 18Ni-300 sono stati prodotti tramite la tecnica selective laser melting (SLM). La microstruttura e le proprietà meccaniche dei campioni sono state studiate nelle condizioni as build (AB) e dopo un trattamento di solubilizzazione (SOL). I campioni sono stati confrontati in queste due condizioni tenendo conto delle curve di invecchiamento isotermico e delle prove di trazione. La sequenza delle reazioni di invecchiamento è stata analizzata con test cinetici. Non sono state rilevate differenze nel comportamento di invecchiamento, anzi il trattamento di solubilizzazione ha causato un abbassamento delle proprietà meccaniche. La ragione di questo fenomeno è la diversa microstruttura dei campioni SOL rispetto a quelli AB. L’invecchiamento dei campioni AB è stato ulteriormente indagato a differenti temperature al fine di comprendere il grado di influenza dell’austenite residua sulle proprietà meccaniche. È stato valutato l’effetto dell’austenite sull’allungamento a frattura e sullo sforzo di snervamento. L’austenite ha un ruolo non significativo sull’allungamento e influenza poco la resistenza del materiale. Le prove di trazione hanno mostrato che le proprietà meccaniche dipendono anche dall’orientamento dei layer rispetto alla direzione di carico. Questo comportamento e il basso allungamento a frattura di tutti i campioni sono causati dalla porosità tipica di questa tecnica produttiva. Un’analisi della porosità, delle polveri raccolte fuori dal substrato e delle superfici non modificate dei campioni ha permesso di valutare l’influenza della configurazione del sistema SLM sulla distribuzione degli splats e allo stesso tempo di identificare i meccanismi che originano la porosità.