Estudo de processamento e pós-processamento do aço AISI H13 por fusão em leito de pó: caracterização micro/nanoestrutural e mecânica

Resumo

Processos de manufatura aditiva têm ganhado destaque nos últimos anos, uma vez que permitem a fabricação de peças de geometrias complexas ao mesmo tempo em que reduzem o número de operações necessárias. Por isso, diversas aplicações já foram concebidas, dentre as quais pode-se citar a fabricação de moldes. Normalmente, utilizam-se aços para trabalho a quente para essas aplicações, como o aço ferramenta AISI H13, o qual será objeto desse estudo. Inicialmente, será determinada uma janela de processamento a partir da variação dos parâmetros mais influentes no processamento: potência do laser e velocidade de varredura. Serão avaliados a consolidação, a microestrutura e as propriedades do material depositado, o que será relacionado com a história térmica. Em seguida, serão avaliadas três rotas de tratamentos térmicos pós-processamento, sendo elas: (i) revenimento direto; (ii) têmpera e revenimento; e (iii) alívio de tensões, têmpera e revenimento. A avaliação desses tratamentos térmicos será feita por meio de ensaios de difração de raios-x in situ em alta temperatura, análises microestruturais e de propriedades mecânicas (ensaios de tração/compressão, tenacidade à fratura e desgaste). Assim, será possível correlacionar as microestruturas obtidas com as transformações de fase e o desempenho mecânico das peças, além de otimizar os tratamentos em função da cinética de transformação. No desenvolvimento desse projeto, serão utilizadas técnicas avançadas de caracterização de materiais, como microscopia eletrônica de transmissão e tomografia de sonda atômica tridimensional para estudar os fenômenos de desestabilização da austenita retida, revenimento da martensita e precipitação de carbonetos. Dessa forma, os dados levantados nesse projeto serão de fundamental importância para implementação do processo de manufatura aditiva em escala industrial, com informações sobre as condições de processamento e pós-processamento, além de apresentarem um incremento significativo na metalurgia dos aços ferramenta. Futuramente, as informações levantadas por esse estudo também poderão ser utilizadas no desenvolvimento de ligas comerciais específicas para manufatura aditiva, a partir da compreensão dos fenômenos microestruturais que levam ao aumento das propriedades mecânicas desses materiais. (AU)