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Publicação
Production of Functionally Graded Materials of Stainless Steel 316L and Inconel 625 by submerged arc additive manufacturing
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
|---|---|---|---|---|
| 6.82 MB | Adobe PDF |
Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
AM processes have emerged as a fundamental technology in Industry 4.0, allowing the
possibility of producing complex 3D geometries, minimizing material waste, production time
and emissions, and also, it enables the use of advanced alloys in high-performance applica-
tions. Among the different AM processes, SAAM derived from SAW, has gained attention due
to the higher deposition rates related to other WAAM processes, reduced costs and allows for
in-situ heat treatments during production, which can promote microstructural refinement and
the reduction anisotropy in mechanical properties. Microstructural analysis has revealed that
the structures were produced with no major defects. SEM EDS presented laves phases in mul-
tiple interfaces in Inconel 625 and bimetallic structures and also exhibited a clear diffusion of
Cr in the bimetallic structures in relation to the SS 316l structure. Microhardness tests showed
an overall decrease of Vickers Hardness with the addition of SS 316L in the mixture. The sam-
ples with 32%, 53% and 65% content of SS 316L presented a decrease in average hardness when
compared with the In 625 structure, with -16 %, -23% and -26% respectively. Tensile test data
and the analysis of the fracture region exhibited quasi-isotropic behavior, while bimetallic
structures demonstrated clear anisotropic behavior, due to the formation of cracks during
load. X-Ray Diffraction data regarding the Inconel 625 presented in bimetallic structures pre-
sented mainly positive shifts in relation to the Inconel 625 structure peaks, on the other hand,
the SS 316L presented in the bimetallic structure exhibited mainly negative shifts in relation to
the SS 316L structure. Corrosion analysis demonstrated a slight improvement of corrosive re-
sistance in bimetallic structure 1 and 2, in relation to Inconel 625 and SS 316L structures.
Os processos de fabrico aditivo (AM) emergiram como uma tecnologia fundamental na Indús- tria 4.0, permitindo a produção de geometrias 3D complexas, minimizando o desperdício de material, o tempo de produção e as emissões, além de possibilitar o uso de ligas avançadas em aplicações de alto desempenho. Entre os diferentes processos AM, o SAAM, derivado do SAW, tem ganho destaque devido às maiores taxas de deposição comparativamente a outros proces- sos WAAM, custos reduzidos e possibilidade de realizar tratamentos térmicos in-situ durante a produção, promovendo o refinamento microestrutural e a redução da anisotropia nas pro- priedades mecânicas. A análise microestrutural revelou que as estruturas foram produzidas sem defeitos significativos. A análise SEM-EDS apresentou fases de Laves em múltiplas inter- faces no Inconel 625 e nas estruturas bimetálicas, exibindo também uma difusão clara de Cr nas estruturas bimetálicas em relação à estrutura de SS 316L. Os ensaios de microdureza mos- traram uma diminuição geral da dureza Vickers com a adição de SS 316L na mistura. As amos- tras com 32%, 53% e 65% de conteúdo de SS 316L apresentaram diminuição na dureza média comparativamente à estrutura de In 625, com -16%, -23% e -26%, respetivamente. Os dados dos ensaios de tração e a análise da região de fratura exibiram comportamento quase isotró- pico, enquanto as estruturas bimetálicas demonstraram comportamento claramente anisotró- pico devido à formação de fissuras durante o carregamento. Os dados de difração de raios X do Inconel 625 presente nas estruturas bimetálicas apresentaram principalmente desvios po- sitivos em relação aos picos da estrutura de Inconel 625, enquanto o SS 316L nas estruturas bimetálicas exibiu principalmente desvios negativos em relação à estrutura de SS 316L. A aná- lise de corrosão demonstrou uma ligeira melhoria da resistência à corrosão nas estruturas bi- metálicas 1 e 2, em relação às estruturas de Inconel 625 e SS 316L.
Os processos de fabrico aditivo (AM) emergiram como uma tecnologia fundamental na Indús- tria 4.0, permitindo a produção de geometrias 3D complexas, minimizando o desperdício de material, o tempo de produção e as emissões, além de possibilitar o uso de ligas avançadas em aplicações de alto desempenho. Entre os diferentes processos AM, o SAAM, derivado do SAW, tem ganho destaque devido às maiores taxas de deposição comparativamente a outros proces- sos WAAM, custos reduzidos e possibilidade de realizar tratamentos térmicos in-situ durante a produção, promovendo o refinamento microestrutural e a redução da anisotropia nas pro- priedades mecânicas. A análise microestrutural revelou que as estruturas foram produzidas sem defeitos significativos. A análise SEM-EDS apresentou fases de Laves em múltiplas inter- faces no Inconel 625 e nas estruturas bimetálicas, exibindo também uma difusão clara de Cr nas estruturas bimetálicas em relação à estrutura de SS 316L. Os ensaios de microdureza mos- traram uma diminuição geral da dureza Vickers com a adição de SS 316L na mistura. As amos- tras com 32%, 53% e 65% de conteúdo de SS 316L apresentaram diminuição na dureza média comparativamente à estrutura de In 625, com -16%, -23% e -26%, respetivamente. Os dados dos ensaios de tração e a análise da região de fratura exibiram comportamento quase isotró- pico, enquanto as estruturas bimetálicas demonstraram comportamento claramente anisotró- pico devido à formação de fissuras durante o carregamento. Os dados de difração de raios X do Inconel 625 presente nas estruturas bimetálicas apresentaram principalmente desvios po- sitivos em relação aos picos da estrutura de Inconel 625, enquanto o SS 316L nas estruturas bimetálicas exibiu principalmente desvios negativos em relação à estrutura de SS 316L. A aná- lise de corrosão demonstrou uma ligeira melhoria da resistência à corrosão nas estruturas bi- metálicas 1 e 2, em relação às estruturas de Inconel 625 e SS 316L.
Descrição
Palavras-chave
Functional Graded Materials Bimetallic Structures Submerged Arc Welding SS 316L Inconel 625