Influência do sentido e taxa de deposição por PTA no tratamento térmico de multicamadas de AISI 410l

Abstract

Resumo: A tecnologia de manufatura aditiva refere-se a um importante processo de fabricação industrial para produção de peças de geometria ou funcionalidade complexa, no qual o material de adição é processado camada a camada para a produção de uma determinada peça que não seria obtida através dos processos de fabricação convencionais como a fundição, conformação e usinagem, por exemplo. Essa tecnologia também é utilizada para a realização de reparos em componentes ou peças, podendo inclusive adicionar funcionalidades neste processo. Outro benefício da manufatura aditiva é a eficiência na utilização do material para fabricação, minimizando perdas em seu processo produtivo. Dentro deste conceito de fabricação, o Plasma com Arco Transferido (PTA) é uma das técnicas empregadas para a deposição de múltiplas camadas de um metal de adição sobre um metal de base para a obtenção de geometrias específicas. Tal processo utiliza modelos e projetos 3D cuja geometria final desejada é subdividida em camadas para que a melhor sentido de deposição de deposição seja definida, permitindo a otimização de sua fabricação e a redução dos custos. Nesta dissertação, avalia-se como o sentido de deposição e a taxa de alimentação impactam no processamento de multicamadas do aço inoxidável 410L utilizando como substrato o aço inoxidável 304L. Avaliou-se também o comportamento do material sob tratamento térmico de têmpera e revenido. As multicamadas foram avaliadas em relação à microestrutura e dureza do material. O estudo do impacto do sentido de deposição e taxa de alimentação no processamento de multicamadas e tratamento térmico posterior permite observar que as diferenças na microestrutura formadas durante a solidificação e resfriamento na etapa de processamento das multicamadas, em particular entre as camadas de topo e a região central das paredes podem ser minimizadas com tratamento térmico de têmpera e revenido. Portanto, o histórico térmico tem um impacto que se origina na condição como depositada e se mantém no tratamento térmico.

Abstract: Additive manufacturing technology refers to an important industrial manufacturing process to produce parts of complex geometry or functionality in which the additive material is processed layer by layer to produce a certain part that would not be obtained through the processes of additive manufacturing. conventional manufacturing processes such as casting, forming, and machining, for example. This technology is also used to perform repairs on components or parts and may even add functionality to this process. Another benefit of additive manufacturing is the efficient use of material for manufacturing, minimizing losses in its production process. Within this manufacturing concept, Transferred Arc Plasma (PTA) is one of the techniques used for the deposition of multiple layers of filler metal on a base metal to obtain specific geometries. This process uses 3D models and projects where the desired final geometry is subdivided into layers so that the best deposition trajectory is defined, allowing the optimization of its manufacture and cost reduction. In this dissertation, we evaluate how the direction of deposition and the feed rate impact the multilayer processing of stainless steel 410L using stainless steel 304L as substrate. The behavior of the material under quenching and tempering heat treatment was also evaluated. The multilayers were evaluated in relation to the microstructure and hardness of the material. The study of the impact of the direction of deposition and feed rate in the processing of multilayers and subsequent heat treatment allows observing that the differences in the microstructure formed during solidification and cooling in the processing stage of the multilayers, between the top layers and the region core of the walls can be minimized with quenching and tempering heat treatment. Therefore, the thermal history has an impact that originates in the as deposited condition and is maintained in the heat treatment.