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Avaliação mecânica e caraterização microestrutural de peças fabricadas por manufatura aditiva, com deposição por energia direcionada, nas ligas de Inconel 625 e 718 com aplicação aeroespacial

Processo: 20/09079-2
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de fevereiro de 2021 - 31 de janeiro de 2023
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Aeroespacial
Pesquisador responsável:Julian Arnaldo Avila Diaz
Beneficiário:Julian Arnaldo Avila Diaz
Instituição-sede: Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus Experimental São João da Boa Vista. São João da Boa Vista , SP, Brasil
Pesq. associados:Crystopher Cardoso de Brito ; Guillermo Requena ; João Pedro de Sousa Oliveira ; Marcelo Falcão de Oliveira ; Milton Sergio Fernandes de Lima ; Reginaldo Teixeira Coelho
Assunto(s):Indústria aeroespacial  Impressão tridimensional  Resistência mecânica 

Resumo

A manufatura aditiva (MA) em termos gerais serve para fabricar peças camada a camada segundo uma geometria criado num software. Até a data, vários métodos de MA foram desenvolvidos com sucesso em fabricar geométricos complexas, e processamento de diferentes materiais. A respeito de ligas metálicas com aplicação aeroespacial, dois métodos são destacados, a deposição por energia direcionada - DED e a fusão em leito de pó - FLP. Destes, o DED apresenta uma taxa maior de deposição, contudo a FLP apresenta acabamentos superficiais melhores. Apesar do crescente número de publicações científicas e projetos envolvendo MA e DED, existe uma ampla lacuna de informações sobre os parâmetros de processamento de DED, evolução microestrutural e propriedades mecânicas de vários materiais metálicos. Principalmente nas ligas de INCONEL IN625 e IN718, que tem uma importância grande na indústria aeroespacial pela sua elevada resistência mecânica e de corrosão em altas temperatura.Na revisão da literatura realizada entre 2015 a junho de 2020 focada nas ligas IN625 e IN718 processadas por MA, existem aproximadamente o dobro de publicações usando FLP mais do que DED. Dentro das publicações de DED, observou-se falta de informações para o processamento adequado de vários equipamentos e materiais. Também, a aplicação dos tratamentos térmicos convencionais foi encontrada controversa, pois a evolução microestrutural das ligas processadas por MA não é necessariamente igual às ligas forjadas. Uma das observações é a falta de informações de propriedades mecânicas destas ligas em altas temperatura, com pouquíssimos ensaios de tração e apenas um realizando ensaios de fadiga termomecânica. Portanto, no presente proposta os materiais selecionados foram as superligas de Inconel 625 e 718, processadas por DED com fonte laser (L). Esta proposta visa atender dois objetivos principais. O primeiro objetivo é a avaliação de propriedades em alta temperatura das ligas mencionadas processadas por L-DED, focando em ensaios de tração, fadiga termomecânica (350-650°C) e fadiga isotérmica em 650°C. Para cumprir este alvo será necessário o desenvolvimento de parâmetros de processamento num equipamento L-DED com um laser de capacidade 1kW, marca BeAM modulo 250, focando na fabricação de peças com menor número de defeitos e melhor acabamento superficial. Também, deve-se realizar o estudo da influência dos tratamentos térmicos pós fabricação nas caraterísticas microestruturais e determinação de fases. O segundo objetivo é o de contribuir em dois dos pacotes de trabalho estabelecidos no projeto temático FAPESP 2016/11309-0 que se encontra em execução, tal como o pacote de estúdio e desenvolvimentos do processo DED e, do processamento e caraterização de materiais processados por DED. Com este projeto pretende-se suprir informações sobre a janela de processamento para as ligas IN625 e IN718, pós tratamentos térmicos e comportamento mecânico destas ligas, tanto em temperatura ambiente como alta temperatura. Isto sem dúvida será um grande aporte para a futura fabricação de peças de grande porte utilizadas na indústria aeroespacial. (AU)