Ref.: MmePr09-020

Mecanismos de endurecimento de metais e ligas processadas por fusão a laser em leito de pó em manufatura aditiva: uma breve revisão

Apresentador: Hugo Ricardo Zschommler Sandim

Autores (Instituição): Lyrio, M.S.(Escola de Engenharia de Lorena); Aota, L.S.(Max- Planck- Institut fur Eisenforschung); Sandim, H.Z.(Escola de Engenharia de Lorena);

Resumo:
A manufatura aditiva de metais e ligas vem ganhando espaço na indústria devido à versatilidade desta tecnologia quanto à fabricação de peças com geometrias complexas e intrincadas. Um fator que torna estes a metalurgia física destes materiais atraente é a característica única das microestruturas obtidas, com arquiteturas e morfologias bastante diferentes das tradicionais. De um modo geral, a grande maioria dos metais e ligas processados por esta técnica apresenta resistência mecânica superior a encontrada nos materiais análogos processados por técnicas convencionais (fundição e processamento termomecânico). Este aumento da resistência mecânica, em especial a dureza e o limite de escoamento, deve-se à ação superposta de diversos mecanismos de endurecimento. O primeiro é a multiplicação e o rearranjo de discordâncias em configurações de menor energia, geradas a partir dos sucessivos ciclos de expansão e contração durante a passagem do feixe de laser, levando ao aumento significativo da densidade de discordâncias até valores da ordem de 10E13 m-2. No caso das células de discordâncias, exemplos da literatura serão apresentados demonstrando a presença de segregação de molibdênio no aço inoxidável austenítico 316L que estabiliza estas estruturas celulares. Outro mecanismo importante, porém, menos efetivo, é o refino do tamanho de grão especialmente nas trilhas de passagem do feixe de laser. Um dos mecanismos que mais contribui para o endurecimento, embora pouco discutido, é a formação de nanoinclusões esféricas formadas in situ durante o processamento a laser, em geral óxidos (SiO2) e silicatos (MnSiO3). Estas nanopartículas formam dispersões estáveis na microestrutura e possuem tamanhos entre 5-100 nm, contribuindo para o aumento da resistência mecânica. Nesta breve revisão, exemplos próprios e da literatura sobre estes temas serão apresentados, apoiados pela caracterização avançada destes materiais utilizando diversas técnicas como a difração de elétrons retroespalhados (EBSD) e imagens de contraste de canalização de elétrons (ECCI), com ênfase no aço inoxidável austenítico 316L e num aço elétrico (Fe-3,5%Si) processados via LPBF.