Analysis of solidification microstructure and cracking mechanism of a matrix high-speed steel deposited using directed-energy deposition

微观结构 材料科学 共晶体系 开裂 液化 冶金 马氏体 碳化物 沉积(地质) 奥氏体 复合材料 古生物学 沉积物 生物
作者
Geon-Woo Park,Sunmi Shin,Jin‐Young Kim,Yong-Mo Koo,Wookjin Lee,Kee‐Ahn Lee,Sung Soo Park,Jong Bae Jeon
出处
期刊:Journal of Alloys and Compounds [Elsevier BV]
卷期号:907: 164523-164523 被引量:15
标识
DOI:10.1016/j.jallcom.2022.164523
摘要

This study investigated the microstructure and cracking mechanism of a matrix high-speed steel fabricated by direct energy deposition. The combined effect of rapid solidification and chemical composition on microstructure and cracking mechanism during deposition were investigated. Excessive solute segregation into inter-dendritic regions due to rapid solidification caused formation of retained austenite in the inter-dendritic region and formation of α'-martensite in the dendritic region. The excess solute segregation decreased equilibrium solidification temperature and caused formation of low-melting eutectic carbides in the inter-dendritic region. These carbides increased hot-cracking susceptibility, and caused solidification cracking and liquation cracking in the inter-dendritic region. In contrast, tensile residual stress in deposited layers may have caused cold cracking in α'-martensite near the hot crack tips. Cold cracks contributed to growth of macroscopic longitudinal cracks throughout the specimen by bridging the hot cracks formed during solidification or reheating.

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