{"id":462,"date":"2019-12-18T13:11:55","date_gmt":"2019-12-18T16:11:55","guid":{"rendered":"https:\/\/www.grefortec.com.br\/?p=462"},"modified":"2023-01-10T19:06:55","modified_gmt":"2023-01-10T19:06:55","slug":"tratamento-termico-pode-melhorar-as-propriedades-de-acos-feitos-em-impressao-3d","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/site2022.grefortec.com.br\/index.php\/tratamento-termico-pode-melhorar-as-propriedades-de-acos-feitos-em-impressao-3d\/","title":{"rendered":"Tratamento T\u00e9rmico pode melhorar as propriedades de a\u00e7os feitos em impress\u00e3o 3D"},"content":{"rendered":"
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\"\"<\/figure>\n<\/div><\/div>
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A manufatura aditiva do a\u00e7o, tamb\u00e9m conhecida como impress\u00e3o 3D, \u00e9 vista como uma alternativa promissora para a ind\u00fastria aeroespacial, pois permite criar pe\u00e7as customizadas em formatos complexos. Entretanto, sua aplica\u00e7\u00e3o pr\u00e1tica ainda \u00e9 desafiadora, pois a microestrutura do a\u00e7o obtido por essa tecnologia \u00e9 diferente daquela resultante da fabrica\u00e7\u00e3o tradicional, o que pode comprometer as propriedades mec\u00e2nicas do material.<\/p>\n\n\n\n

Em artigo publicado no peri\u00f3dico Additive Manufacturing, pesquisadores brasileiros mostraram ser poss\u00edvel manipular as propriedades de um tipo de a\u00e7o produzido por manufatura aditiva com tratamentos t\u00e9rmicos<\/a>. O estudo, apoiado pela FAPESP, foi conduzido no Laborat\u00f3rio Nacional de Luz S\u00edncrotron (LNLS<\/a>) do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM<\/a>), em Campinas.<\/p>\n\n\n\n

O a\u00e7o<\/h2>\n\n\n\n

O a\u00e7o investigado no projeto foi o maraging grau 300<\/a>, material ultrarresistente obtido a partir do envelhecimento da matriz martensitica<\/a> \u2013 que, por sua vez, \u00e9 um produto da austenita. Al\u00e9m da resist\u00eancia mec\u00e2nica, ele \u00e9 d\u00factil, isto \u00e9, capaz de absorver deforma\u00e7\u00f5es. Essa caracter\u00edstica \u00e9 importante em materiais submetidos a cargas intensas e ciclos de fadiga, como uma turbina de avi\u00e3o ou um trem de pouso, por exemplo.<\/p>\n\n\n\n

\u201cPercebemos na literatura que, quando o a\u00e7o maraging \u00e9 fabricado por manufatura aditiva, atinge a resist\u00eancia desejada, mas a ductilidade \u00e9 menor\u201d, disse Julian Arnaldo Avila Diaz, professor dos cursos de Engenharia Eletr\u00f4nica e de Telecomunica\u00e7\u00f5es e de Engenharia Aeron\u00e1utica da Universidade Estadual Paulista (Unesp), em S\u00e3o Jo\u00e3o da Boa Vista, \u00e0 Ag\u00eancia FAPESP.<\/p>\n\n\n\n

Durante o envelhecimento do a\u00e7o maraging, os diferentes elementos que formam sua microestrutura se agrupam. S\u00e3o esses grupos que determinam resist\u00eancia e ductilidade<\/a> do material e sua organiza\u00e7\u00e3o depende de fatores como tempo e temperatura.<\/p>\n\n\n\n

Entretanto, devido \u00e0 heterogeneidade da precipita\u00e7\u00e3o desses elementos de liga na matriz durante a manufatura aditiva, o envelhecimento tradicional \u2013 tratamento t\u00e9rmico em temperatura que varia conforme a liga utilizada, mas que geralmente \u00e9 feito na faixa de 500 \u00baC por um per\u00edodo de at\u00e9 quatro horas \u2013 n\u00e3o traz o efeito esperado na microestrutura do a\u00e7o maraging.<\/p>\n\n\n\n

Os pesquisadores tentaram, ent\u00e3o, alterar os agrupamentos de elementos com temperaturas diferentes das usuais. O objetivo era aumentar a quantidade de austenita na matriz martens\u00edtica, que tem ductilidade maior do que a martensita.<\/p>\n\n\n\n

\u201cBuscamos uma faixa de temperatura e de tempo de exposi\u00e7\u00e3o em que parte da martensita se dissolvesse o suficiente para formar austenita e ficasse est\u00e1vel, ou seja, n\u00e3o voltasse \u00e0 forma original\u201d, disse Diaz.<\/p>\n\n\n\n

Luz s\u00edncrotron<\/h2>\n\n\n\n

As pe\u00e7as de a\u00e7o maraging usadas foram constru\u00eddas por fus\u00e3o a laser seletiva e homogeneizadas a 820 \u00b0C. Depois de fabricadas, as amostras foram submetidas a revenimento \u2013 tratamento t\u00e9rmico no campo bif\u00e1sico \u2013 em tr\u00eas temperaturas, 610 \u00b0C, 650 \u00b0C e 690 \u00b0C, por cerca de 30 minutos.<\/p>\n\n\n\n

Nas duas primeiras, houve transforma\u00e7\u00e3o gradual e significativa da martensita em austenita<\/a>, com alta estabilidade t\u00e9rmica, que seria o cen\u00e1rio ideal para promover a ductilidade. J\u00e1 aos 690 \u00b0C, houve forma\u00e7\u00e3o excessiva da fase austenita e convers\u00e3o indesejada do material em martensita durante o resfriamento.<\/p>\n\n\n\n

A determina\u00e7\u00e3o da quantidade de austenita e martensita medida experimentalmente foi comparada com simula\u00e7\u00f5es termodin\u00e2micas. O estudo foi feito na esta\u00e7\u00e3o experimental XTMS, associada \u00e0 linha de luz XRD1<\/a> de difra\u00e7\u00e3o de raios X do LNLS<\/a>. Esse tipo de raios X consegue analisar por\u00e7\u00f5es bem espec\u00edficas de materiais, em n\u00edveis microsc\u00f3picos, e transmitir informa\u00e7\u00f5es em tempo real sobre o comportamento da pe\u00e7a.<\/p>\n\n\n\n

\u201cGra\u00e7as \u00e0 luz s\u00edncrotron,<\/a> observamos pela primeira vez ao vivo todas as fases do processo neste tipo de a\u00e7o, algo que s\u00f3 v\u00edamos em imagens est\u00e1ticas na literatura\u201d, disse Diaz. Outra vantagem foi conseguir definir exato, nos diferentes patamares de temperatura testados, necess\u00e1rio para atingir esse efeito \u2013 chamado de TRIP (plasticidade induzida por transforma\u00e7\u00e3o, na sigla em ingl\u00eas).<\/p>\n\n\n\n

Para Diaz, a luz s\u00edncrotron \u00e9 uma ferramenta fundamental em pesquisas da \u00e1rea metal\u00fargica que podem levar a novos materiais e pe\u00e7as para todas as ind\u00fastrias brasileiras. esta pesquisa estamos estudando manufatura aditiva de a\u00e7os, mas todos os processos de fabrica\u00e7\u00e3o e transforma\u00e7\u00e3o de metais podem ser analisados de maneira in situ no s\u00edncrotron. Basta vincular as empresas conosco os pesquisadores para encarar os desafios.\u201d<\/p>\n\n\n\n

Possibilidades para o futuro<\/h2>\n\n\n\n

Em linhas gerais, a pesquisa constr\u00f3i as bases para um novo tipo de a\u00e7o feito por impress\u00e3o 3D, com ductilidade elevada. \u201cConseguimos criar uma matriz que aparenta ser resistente, embora n\u00e3o ao ponto do a\u00e7o maraging tradicional, mas com ductilidade consider\u00e1vel\u201d, disse Diaz.<\/p>\n\n\n\n

Os pr\u00f3ximos passos envolvem mais an\u00e1lises cristalogr\u00e1ficas, em diferentes faixas de temperatura, e, depois, submeter o material a testes mec\u00e2nicos, que ir\u00e3o comprovar se a hip\u00f3tese do grupo (de que a ductilidade pode ser melhorada) \u00e9 v\u00e1lida na pr\u00e1tica.<\/p>\n\n\n\n

Por enquanto, a manufatura aditiva do a\u00e7o s\u00f3 \u00e9 usada em prot\u00f3tipos, justamente por conta da imprevisibilidade de sua microestrutura. Espera-se que, com este trabalho e os pr\u00f3ximos que vir\u00e3o, seja mais f\u00e1cil viabilizar seu uso efetivo em ind\u00fastrias cr\u00edticas. \u201cA partir disso, poderemos criar tecnologias que mudar\u00e3o a vida de v\u00e1rias maneiras\u201d, disse Diaz.<\/p>\n\n\n\n

O artigo Austenite reversion kinetics and stability during tempering of an additively manufactured maraging 300 steel, de F.F. Conde, J.D. Escobar, J.P. Oliveira, A.L. Jardini, W.W. Bose Filho e J.A. Avila, pode ser lido em:<\/p>\n\n\n\n

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