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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Caracterização e envelhecimento do aço maraging C300 processado por fusão seletiva a laser (SLM)
Title Alternative: Characterization and aging of selective laser melted C300 maraging steel
Author: Santos, Pedro Luiz Lima dos, 1992-
Advisor: Lopes, Éder Sócrates Najar, 1982-
Abstract: Resumo: Fusão seletiva a laser (SLM) é uma técnica de manufatura aditiva (MA) do tipo fusão de leito de pó metálico (PBF), capaz de fabricar peças com geometria complexa e próximas ao seu formato final (near net shape) a partir de um arquivo digital tridimensional produzido em um software CAD. Dentre a gama de materiais metálicos utilizados em SLM, o aço maraging C300 tem se destacado haja visto sua alta resistência mecânica específica e baixo custo. O objetivo deste trabalho é caracterizar o aço maraging C300 processado por SLM e submetido a diferentes condições de tratamento térmico de envelhecimento. As temperaturas de envelhecimento foram 470, 490, 510 e 530 ºC com um tempo de permanência no forno variando entre 20 minutos e 96 horas, seguido de resfriamento ao ar. As caracterizações foram realizadas tanto na matéria-prima, como nas amostras nas condições como produzido e envelhecida. Pelas análises de picnometria, constatou-se que o pó não possui uma quantidade significativa de poros em seu interior, dada a densidade encontrada (8,04 g/cm³) ser muito próxima a reportada na literatura para o material. Além disso, a matéria-prima apresentou uma faixa estreita de variação de seu diâmetro, exibindo um diâmetro médio de 44,96 µm. No estado como construído, observou-se uma estrutura de solidificação celular com um espaçamento intercelular de 0,50 µm. Adicionalmente, notou-se uma microssegregação preferencial de elementos químicos, com elementos gamagênicos (Ni, Co) e o Fe concentrando-se na região central das células e os demais (Mo,Ti e Al) distribuídos na periferia destas. Apesar do mecanismo de consolidação de material, foi identificada uma textura fraca na condição como produzido. As fases encontradas nesse estágio por difração de raios-X foram martensita e austenita e a dureza correspondente foi de 378,6 HV. Ao ser submetido a um tratamento térmico de envelhecimento, o aço maraging C300 exibiu um aumento expressivo de dureza, variando esta propriedade mecânica em torno de 213 HV entre as condições como construído e tratada termicamente a 530 ºC por 20 minutos. Mesmo supervelhecido a 96 horas, o material apresentou uma variação entre a condição de maior dureza e a superenvelhecida menor ou igual a 85 HV para todas as temperaturas. Isso é um indicativo de sua baixa sensitividade ao superenvelhecimento, quando submetido a longos períodos de tratamento térmico de envelhecimento entre o intervalo de temperaturas de 470 e 530 °C

Abstract: Selective laser melting (SLM) is a powder-bed AM technique capable of manufacturing parts with complex geometry and near net shape from a tridimensional digital data designed in a CAD software. Among the metallic materials used in this manufacturing process, C300 maraging steel stands out due to its high strength-to-weight ratio and low cost when compared with its counterparts fabricated with other materials. The aim of this study is to evaluate the C300 maraging steel processed by SLM and submitted to different aging conditions. Aging temperatures were 470, 490, 510 and 530 °C with exposure time ranging from 20 minutes to 96 hours, followed by air cooling. Assessments of feedstock as well as as-built and aged samples were performed. It was observed, by pycnometry results, that C300 maraging steel powder does not have a significant amount of pores in its interior, given the density found (8,04 g/cm³) to be close to the one reported for the material. Furthermore, feedstock showed a narrow size distribution, having an average diameter size of 44,96 µm. A cellular solidification structure was observed in the as-built condition, with an intercellular spacing of 0,50 µm. Microsegregation of chemical elements with gamagenic elements (Ni, Co) and Fe being located at the central region of cells and others (Mo, Ti, Al) on the periphery of these regions was observed. Despite the layer-by-layer material consolidation mechanism, a weak texture was observed in the as-built condition; additionally, only martensite and austenite were found on X-ray diffraction results, with associated hardness of 378,6 HV. Upon aging, this alloy showed a steep rise in hardness, increasing up to 213 HV after only 20 minutes of heat treatment at 530 ºC. Even though overaged at 96 hours in all temperatures of heat treatment, the difference in hardness between the maximum hardness and overaged condition was less or equal than 85 HV. This demonstrates that C300 maraging steel is not very sensitive to overaging when submitted to long periods of aging in the temperature range of 470 to 530 °C
Subject: Impressão tridimensional
Aço Maraging
Metais - Processo de solidificação rápida
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: SANTOS, Pedro Luiz Lima dos. Caracterização e envelhecimento do aço maraging C300 processado por fusão seletiva a laser (SLM). 2019. 1 recurso online (84 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP.
Date Issue: 2019
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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