Notícias

Jul 14, 2023

Efeito dos parâmetros de processamento na seleção de textura e variante de como

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 16168 (2022) Citar este artigo 1193 Acessos 3 Citações 1 Detalhes de métricas altmétricas Entre os materiais que podem ser fabricados com leito de pó laser

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 16168 (2022) Citar este artigo

1193 Acessos

3 citações

1 Altmétrico

Detalhes das métricas

Dentre os materiais que podem ser fabricados por fusão em leito de pó a laser (LPBF), destacam-se os aços maraging, com excelente soldabilidade, resistência e tenacidade à fratura. Contudo, os efeitos dos parâmetros de processamento e dos mecanismos que governam a textura as-built ainda não estão claros. Uma publicação recente mostrou um baixo índice de textura na austenita anterior, em contraste com outras ligas submetidas ao LPBF com a mesma estratégia. Os autores sugeriram várias hipóteses, embora nenhuma conclusão tenha sido tirada. Este trabalho tem como objetivo investigar esses achados utilizando um aço maraging 300 processado sob diferentes condições, ou seja, diferentes impressoras, espessuras de camada de pó e modo de emissão de laser. Para tanto, têm sido utilizadas a Difração de Raios X, a Difração Eletrônica Retroespalhada e a Microscopia Eletrônica de Varredura. Os resultados mostram que o tratamento térmico intrínseco ao processo LPBF não afeta os grãos de austenita anteriores, cuja textura e morfologia permanecem inalteradas ao longo do processo. Além disso, para as faixas estudadas, a textura da microestrutura não está relacionada com a espessura da camada de pó ou com o modo de emissão do laser, embora possa ser afetada pela potência do laser ou pela estratégia de varredura. Finalmente, foi observado um baixo grau de seleção de variantes, onde as variantes selecionadas são aquelas que contribuem para uma textura rotacionada cúbica de martensita.

A manufatura aditiva (AM), comumente conhecida como impressão 3D, é um processo de fabricação que consiste na deposição incremental camada por camada, fusão, fusão e ligação do material1. Entre seus benefícios, destaca-se a possibilidade de fabricar peças complexas de uma só vez, utilizando uma quantidade ideal de material2. Entre os diferentes tipos de processos AM para metais, alguns dos mais importantes são baseados na fusão em leito de pó: fusão em leito de pó a laser (LPBF) e fusão por feixe de elétrons (EBM)3.

No LPBF, uma camada de pó de determinada espessura é depositada sobre camadas previamente fundidas. Posteriormente, a camada é fundida e fundida às camadas previamente fundidas por meio de um laser3 caracterizado por diversos parâmetros, como potência, velocidade, diâmetro do feixe, comprimento de onda ou modo de emissão. Uma seleção ideal dos parâmetros do processo pode ajudar a reduzir a porosidade da estrutura final, melhorando assim as propriedades mecânicas da peça4. Muitas opções de digitalização são fornecidas em máquinas LPBF comerciais, onde a mais utilizada é provavelmente a estratégia de incubação5. Durante a hachura, o laser normalmente se move com uma determinada velocidade ao longo de linhas paralelas, cuja direção é chamada de direção de varredura (SD). A distância entre eles é chamada de espaçamento de hachura e a direção perpendicular às seções de deposição é chamada de direção de construção (BD). A rotação dos SDs em camadas sucessivas é uma estratégia comum, onde a rotação de 67° (ângulo de hachura) tem sido proposta para maximizar o número de camadas com diferentes SDs6. As máquinas LPBF comerciais também oferecem diferentes tipos de modo de emissão de laser, conforme mencionado anteriormente. De acordo com o modo de emissão do laser, os lasers podem ser de emissão de onda contínua (CW) ou de onda pulsada (PW). Os lasers de emissão CW emitem radiação contínua e de intensidade constante, enquanto os lasers de emissão PW emitem pulsos de luz regularmente espaçados e muito curtos. Devido ao seu caráter contínuo, os lasers de emissão CW criam pools de fusão alongados (MPs), que são chamados de trilhas. Por outro lado, os lasers de emissão PW conduzem a grupos de MPs que podem ser sobrepostos entre si. Os parâmetros do modo de emissão PW são: distância do ponto (distância entre MPs adjacentes), tempo de exposição (tempo que o laser fica parado em um determinado ponto, enquanto ligado) e atraso de salto (tempo durante o qual o laser fica desligado enquanto se move para o próximo ponto). Para tempos de exposição curtos e atrasos de salto longos, atribui-se que os lasers de emissão PW levam a taxas de solidificação mais rápidas e evitam o aquecimento, o que minimiza a distorção térmica .