Manufatura aditiva por fusão seletiva à laser de aço inoxidável 316L com adições de boro: avaliação das propriedades de corrosão e desgaste

• Processo: 19/01829-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2019
• Data de Término da vigência: 07 de maio de 2023
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: Piter Gargarella
• Beneficiário: Gustavo Figueira
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 16/11309-0 - Estudo, desenvolvimento e aplicação de processo híbrido: Manufatura Aditiva (Ma) + High Speed Machining/Grinding (HSM/G), AP.TEM
• Assunto(s): Redes de computadores Fusão seletiva a laser Impressão tridimensional Aço inoxidável Boro Propriedades mecânicas Corrosão Desgaste
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aço inoxidável 316L | corrosão | desgaste | Fusão seletiva a laser | Manufatura Aditiva | Modificação de composição | Manufatura Aditiva

Resumo

Processos de fabricação onde uma peça é construída camada por camada são chamados de processos de Manufatura Aditiva (MA). Dentre tais processos utilizados na fabricação de peças metálicas, podemos destacar os processos de fusão de leito de pó a laser (L-PBF), no qual um feixe de laser funde localmente regiões de uma camada de pó previamente depositada. Existem diversos parâmetros de processo para L-PBF, como características da matéria-prima utilizada, potência, velocidade e estratégia de varredura do feixe de laser, sobreposição das pistas e direção de construção da peça. Mudanças nesses diferentes parâmetros podem induzir mudanças microestruturais e modificar as propriedades da peça, principalmente as propriedades mecânicas que são sensivelmente afetadas pela forma como a peça é construída. Dentre os materiais mais estudados e aceitos para os processos de manufatura aditiva está o aço inoxidável 316L. Esse aço forma geralmente uma microestrutura dendrítica austenítica em processos de fabricação convencionais, porém uma microestrutura celular bifásica (austenita e ferrita) tem sido observada durante a fabricação por alguns processos de MA. O aço 316L é bastante utilizado em peças de fornos, trocadores de calor, peças de motores a jato, evaporadores, em equipamentos da indústria química, farmacêutica e naval. Embora esse aço seja conhecido pela sua notável resistência à corrosão, algumas aplicações industriais exigem uma maior resposta eletroquímica associada com uma elevada resistência ao desgaste. Estudos indicam que é possível modificar a composição química do aço inoxidável 316L para favorecer a formação de fases resistentes ao desgaste, mas que em contrapartida pode reduzir a concentração de elementos de liga responsáveis por conferir à matriz da liga sua alta resistência à corrosão. Frente a isso, o objetivo do presente projeto é realizar uma avaliação sistemática da modificação de composição química do aço 316L fabricado por L-PBF e seus efeitos sobre as propriedades tribológicas e eletroquímicas da liga. Peças serão fabricadas utilizando diferentes parâmetros de processo (potência, velocidade e sobreposição das pistas formadas) utilizando pó comercial, a fim de avaliar os parâmetros de processo que permitem a obtenção de elevada densidade. A liga 316L será então modificada para favorecer maiores propriedades de desgaste. A partir da liga modificada, será produzido o pó metálico para o processo de manufatura aditiva. Amostras para desgaste e corrosão serão fabricadas em parâmetros que permitam uma elevada densificação, e os resultados obtidos serão correlacionados com as respectivas microestruturas. As amostras obtidas terão sua microestrutura detalhadamente caracterizada pelas técnicas de Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Ótica (MO) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e de Transmissão (MET) e análise química por Espectroscopia de Raios-X por Dispersão em Energia (EDS). (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

RICCARDO AUGUSTO MOREIRA MONTUORI; GUSTAVO FIGUEIRA; THIAGO PACAGNAN CATALDI; NELSON GUEDES DE ALCÂNTARA; CLAUDEMIRO BOLFARINI; REGINALDO TEIXEIRA COELHO; PITER GARGARELLA. Manufatura Aditiva de Aço Inoxidável 316L por Fusão Seletiva a Laser. Soldagem & Inspeção, v. 25, 2020-09-28. (17/27031-4, 18/06691-9, 19/01829-5, 18/16898-0, 16/11309-0)

MATHIAS, LAURA E. T.; PINOTTI, VITOR E.; BATISTAO, BRUNA F.; ROJAS-ARIAS, NICOLAS; FIGUEIRA, GUSTAVO; ANDREOLI, ANGELO F.; GARGARELLA, PITER. Metal powder as feedstock for laser-based additive manufacturing: From production to powder modification. Journal of Materials Research, v. 39, n. 1, p. 11-pg., 2023-12-29. (20/09544-7, 21/12056-7, 20/01452-6, 20/08145-1, 20/01426-5, 17/27031-4, 19/01829-5)

RODRIGUES, L. C. M.; KOGA, G. Y.; FREITAS, B. J. M.; FIGUEIRA, G.; GARGARELLA, P.; BOLFARINI, C.; KIMINAMI, C. S.; BOTTA, W. J.. Wear-resistant Fe68Cr8Mo4Nb4B16 glass former coatings-From powder production by gas atomization to coating build-up by Laser Powder Bed Fusion. SURFACE & COATINGS TECHNOLOGY, v. 441, p. 12-pg., 2022-07-15. (13/05987-8, 19/05885-7, 19/01829-5, 17/27031-4, 21/08514-0)