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COBEF 2023
12th Brazilian Congress on Manufacturing Engineering
DESENVOLVIMENTO DE COMPÓSITOS DE INCONEL 625 REFORÇADOS COM NBC VIA FUSÃO EM LEITO DE PÓ
Submission Author:
Milton Pereira , SC
Co-Authors:
Amanda Lemos, Guilherme Volpato, Erick Cardoso Costa, Fabio Antonio Xavier, Milton Pereira, Marcio C. Fredel
Presenter: Milton Pereira
doi://10.26678/ABCM.COBEF2023.COF23-0090
Abstract
A fusão em leito de pó a laser é uma tecnologia de manufatura aditiva em amplo desenvolvimento ao longo das últimas décadas, visando a flexibilidade e produção controlada de componentes, cuja fabricação por outros métodos torna-se difícil ou dispendiosa. Uma variedade de tais componentes inclui aqueles feitos de superligas de níquel, materiais empregados em condições que exigem alta temperatura como as impostas por aplicações aeroespaciais, como nas turbinas a gás. No entanto, considerando todos os materiais envolvidos na produção de sistemas de engenharia aeroespacial, as superligas de níquel possuem uma densidade relativamente alta. Esta propriedade do material eleva as forças centrípetas que atuam nos componentes da turbina, contribuindo para o principal fator de indução de falhas por fluência em materiais associados. Dessa forma, a produção de compósitos de matriz metálica apresenta-se como uma rota promissora para a redução de tais cargas nas turbinas, uma vez que se espera que, com a introdução de reforços cerâmicos em uma matriz metálica, não só reduz-se a densidade do material, mas transfere-se uma fração da carga da matriz para o reforço. Tendo em vista a capacidade do processo de fusão em leito de pó a laser de produzir materiais compósitos com confiabilidade, pesquisas têm se concentrado no uso da técnica para a produção de componentes com reforços, em geometrias próximas à forma final, reduzindo o grau de pós-processamento necessário e otimizando a topologia dos componentes. No entanto, não só o número de estudos na literatura sobre sistemas com compósitos de superligas à base de níquel é limitado, como as técnicas de manufatura aditiva tendem a consumir muito tempo para a produção de componentes grandes. Nesse contexto, o presente estudo teve como foco a produção e caracterização microestrutural de compósitos de Inconel 625 reforçados com partículas de NbC, visando a parametrização de variáveis do processo de fusão em leito de pó a laser, em relação à densidade do compósito, a avaliação da distribuição das partículas de reforço, e a detecção e caracterização da microestrutura induzida pelo processo. A produção de materiais compósitos foi parametrizada utilizando uma espessura de camada de 100 μm, tendo sido variados a potência do laser e a velocidade de varredura. A avaliação dos materiais produzidos mostrou que a fusão em leito de pó a laser é capaz de produzir compósitos com reforços bem distribuídos, gerando são materiais promissores para o desenvolvimento de componentes de turbinas a gás.
Keywords
Laser powder bed fusion, Composites, carbeto de nióbio
