Možnosti použití plazmové nitridace pro tvářené a 3D tisknuté díly z materiálu AISI 316L

David Vaníček

Bachelor's thesis

Abstract:

Cílem této bakalářské práce je porovnání mechanických a tribologických vlastností vzorků z materiálu AISI 316L, které byly vyrobeny pomocí tváření a 3D tisku metodou SLM. Povrch vzorků byl navíc plazmově nitridován. V teoretické části je popsán 3D tisk kovů s detailnějším popisem výrobní metody SLM, dále pak proces nitridace se zaměřením na nitridaci plazmovou. Závěr teoretické části je věnován zkouškám mechanickým (statická zkouška tahem, rázová zkouška ohybem, zkoušky tvrdosti se zaměřením na zkoušení podle Vickerse) a zkouškám tribologickým s detailněji popsanou metodou ball-on-disc. Praktická část práce se věnuje metalografickému vyhodnocení tloušťky nitridované vrstvy pro čtvercový a kruhový průřez vzorku, experimentálnímu měření a vyhodnocení mechanických vlastností za RT, zvýšených a snížených teplot. Zároveň obsahuje vyhodnocení tribologické zkoušky metodou ball-on-disc pro série vzorků plazmově nitridované při teplotě 550 °C po dobu 20 hodin a při teplotě 420 °C po dobu 30 hodin.

Abstract:

The aim of this bachelor thesis is to compare mechanical and tribological properties of specimens made from material AISI 316L, which were produced by forming and 3D printing using the SLM method. Surface of specimens was additionally plasma nitrided. Theoretical part describes 3D metal printing with a more detailed description of SLM production method, and also process of nitriding with a more detailed characterization of plasma nitriding. End of a theoretical part is dedicated to mechanical tests (tensile strength test, impact bending test, hardness test with more detailed description on Vickers testing), and tribological tests with detailed description of ball-on-disc method. Practical part of this work is devoted to the assessement of metallography of nitrided layer thickness for square and circular cross-section of the specimen, experimental measurements and evaluation mechanical properties at RT, higher and lower temperatures. Practical part also includes the evaluation of tribological test by ball-on-disc method for a series of plasma nitrided samples at 550 °C for 20 hours and at 420 °C for 30 hours.

Keywords

Ocel AISI 316L, 3D tisk kovů, SLM metoda, plazmová nitridace, metoda Ball-on-disc

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 13. 7. 2020

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Jaromír Moravec, Ph.D.

Technical University of Liberec

Faculty of Mechanical Engineering

Bachelor programme / field:
Mechanical Engineering / Mechanical Engineering