Production of functionally graded Inconel 625/316L stainless steel parts by Wire and Arc Additive Manufacturing - Pires, José Carlos Barbosa (2020)
O fabrico de materiais com gradiente de funcionalidade reveste-se de algumas dificulda-des pelo que as tecnologias de Fabrico Aditivo constituem uma alternativa interessante. A tecno-logia de deposição directa de energia usando arco eléctrico e fio (WAAM - Wire and Arc Additive Manufacturing) apresenta algumas vantagens, como sejam: baixos custos de equipamento inicial, de funcionamento e de manutenção, elevada taxa de deposição elevada e capacidade de produzir peças com geometria complexa sem defeitos internos. Este trabalho teve como objectivo geral estudar a viabilidade do WAAM para a produção de peças com gradiente funcional depositando alternadamente aço inoxidável 316L e Inconel 625, dois materiais com excelente resistência à corrosão e boas propriedades mecânicas a alta tempe-ratura. Para isso adaptou-se o equipamento de WAAM existente no NTI/DEMI de modo a poder alimentar dois fios na direção do arco eléctrico. Foram feitas deposições com percentagens vari-áveis de cada um dos materiais e variando os parâmetros de processo e estudou-se o efeito destes na qualidade dos cordões depositados. Com parâmetros otimizados, fizeram-se múltiplas deposições sucessivas em altura de modo a construir uma “parede” com gradiente de composição química. Analisou-se a microes-trutura face ao diagrama de equilíbrio de fases e a dureza das amostras. Confirmou-se a viabilidade da utilização do sistema desenvolvido para a deposição de dois fios simultaneamente bem como para a criação de um gradiente de microestruturas ao longo do eixo vertical. Observou-se a existência de carbonetos dispersos confirmados pelos valores de dureza medidos. Na zona mais rica em Inconel, com cerca de 70 at. %, foi detetada uma fissura devida aos diferentes coeficientes de expansão linear do Inconel e do aço inoxidável. Este foi o primeiro estudo deste tipo realizado no NTI, e requer como trabalho futuro a avaliação das propriedades mecânicas e da resistência à corrosão a alta temperatura, entre outras propriedades relevantes para aplicações industriais.