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AVALIAÇÃO DA INFLUÊNCIA DOS PARÂMETROS DE PROCESSO DA FUSÃO SELETIVA A LASER NA MORFOLOGIA DAS POÇAS DE FUSÃO E DUREZA DE PEÇAS PRODUZIDAS A PARTIR DE LIGAS FORMADORAS DE FASE QUASICRISTALINA
Piter Gargarella, Diandra Bernardo, Aylanna Priscila Marques Araujo

Última alteração: 2021-02-25

Resumo


Ligas quasicristalinas são ligas formadoras de fases quasicristalinas e possuem características de boa resistência ao desgaste, elevada dureza e resistência mecânica em altas temperaturas e por isso são interessantes para aplicações automobilísticas e aeronáuticas. As fases quasicristalinas, por sua vez, podem ser de dois tipos, estáveis e metaestáveis, enquanto as primeiras são formadas através de processos convencionais, as últimas, requerem altas taxas de resfriamento para se formarem, na ordem de 104 K/s. A Fusão Seletiva a Laser (FSL) é um dos métodos de manufatura aditiva onde, ponto a ponto, funde-se o pó depositado no substrato. O fato da peça ser construída camada a camada permite a fabricação de peças de geometria complexa com o mínimo desperdício de matéria-prima. Neste trabalho, três pós de composição Al95Fe2Cr2Ti (P1), Al93Fe3Cr2Ti2 (P2) e Al91Fe4Cr3Ti2( P3), foram utilizados. Estes pós foram produzidos e fisicamente e microestruturalmente caracterizados através de um projeto prévio, o qual encontra-se inserido no mesmo tema de pesquisa. Os três pós foram então processados por FSL, sob potência de laser variando de 100 a 350W e velocidades de 200 a 900 mm/s, enquanto os demais parâmetros do processo foram mantidos constantes. Sabendo que os parâmetros de processo da FSL determinam as condições de solidificação e também as propriedades das peças produzidas, este trabalho buscou investigar a menor unidade formadora das peças fabricadas por FSL e entender quais os impactos da variação de potência e velocidade de laser na morfologia e na dureza das poças de fusão que constituem as peças finais. Para isso, as amostras de P1, P2 e P3 produzidas por FSL com diferentes potências e velocidades de laser, foram embutidas e superficialmente lixadas, e então analisadas por Microscopia óptica (MO) e microdureza Vickers (HV). Cem medidas de largura e profundidade foram feitas usando o software ImageJ, para cada amostra. Testes de microdureza foram executados nas regiões claras e escuras das poças de fusão para cada amostra. Para P1, as poças mais largas foram observadas a 200W e 200 mm/s, enquanto a profundidade tende a aumentar com o aumento da potência do laser, sendo maior em 800 mm/s. Para P2, os comportamentos da largura e da profundidade são semelhantes, atingindo valores máximos em 200W e 200 mm/s. Para P3 a largura é maior a altas potências (250 a 350W) e velocidades (acima de 500 mm/s), o mesmo ocorre em baixas velocidades (até 400 mm/s) e potências entre 150 e 200W, já a profundidade é maior em 600 mm/s e acima de 250W. Os testes de microdureza Vickers mostraram que as regiões mais claras apresentam dureza mais elevada que as mais escuras. As peças produzidas com o pó P3 apresentaram dureza mais elevada que as peças de P1 e P2. A dureza das peças mostrou uma maior dependência do parâmetro de potência do laser. Em adição a isso, pelas análises de MO, foi possível verificar a presença das fases quasicristalinas mais refinadas nas regiões claras (centro das poças de fusão) e mais grosseiras nas regiões escuras (bordas das poças de fusão).


Palavras-chave


Ligas de alumínio; quasicristais; manufatura aditiva; fusão seletiva a laser

Referências


[1] L. C. L. A. Jamshidi, L. Nascimento, R. J. Rodbari, C. M. B. M. Barbosa,  “Formação de Fases Quasicristalinas No Sistema Al65Cu20Fe15”, Semina: Ciências Exatas e Tecnológicas, Londrina, v. 37, n. 1, p. 99-106, jan./jun 2016. doi: 10.5433/1679-0375.2016v37n1p99. Disponível em:<https://www.researchgate.net/publication/302982305_Formacao_de_Fases_Quasicristalinas_No_Sistema_Al65Cu20Fe15>. Acesso em 25 de out. de 2020.

[2] BARROS, Thayza Pacheco dos Santos. “Estudo de dureza e de propriedades superficiais do compósito epóxi/quasicristal.”, Dissertação de mestrado, UFPB, João Pessoa, 2015.

[3] WOLF, Witor. “Desenvolvimento de novas ligas quasicristalinas à base de alumínio”, Dissertação de doutorado, UFSCar, São Carlos, 2018.

[4] W. B. Castro. Ligas Solidificadas Rapidamente: Ciência, Tecnologia e Aplicações. Revista Eletrônica de Materiais e Processos, v.1, 1, 37-44, mai/jun, 2006.

[5] ARAÚJO, Aylanna Priscila Marques de. “Manufatura aditiva da liga reciclada Al-Fe-Cr-Ti formadora de fase quasicristalina.”, Dissertação de mestrado, UFSCar, São Carlos, 2020.

[6] GONÇALVES, Eduardo. Ensaios de dureza: qual o mais indicado para cada material?. CCDM, 2020. Disponível em:<http://www.ccdm.ufscar.br/2020/05/20/ensaios-de-dureza-qual-o-mais-indicado-para-cada-material/#:~:text=Dureza%20%C3%A9%20uma%20propriedade%20mec%C3%A2nica,material%20ou%20por%20marcadores%20padronizados>. Acesso em 25 de out. de 2020.

[7] Bonavina, Luiz Fernando, “Processamento e caracterização da liga Al93Fe3Cr2Ti2 solidificada rapidamente.”, Dissertação de mestrado, UFSCar, São Carlos, 2005.

[8] INTRODUÇÂO - Princípios e Medição. CIMM. Disponível em:<https://www.cimm.com.br/portal/material_didatico/6555-introducao-principios-e-medicao>. Acesso em 28 de out. de 2020.

[9] CONHEÇA mais sobre a Dureza Vickers. Rijeza. Disponível em:<https://rijeza.com.br/blog/conheca-mais-sobre-a-dureza-vickers/>. Acesso em 28 de out. de 2020.