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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/34462| ORCID: |  http://orcid.org/0000-0001-8624-090X |
| Document type: | Dissertação |
| Access type: | Acesso Aberto Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 United States |
| Title: | Caracterização de pré-formas de aços 2,25Cr1Mo fabricadas via manufatura aditiva por deposição a arco com e sem resfriamento ativo por quase-imersão |
| Alternate title (s): | Characterization of 2.25Cr1Mo Steel Preforms Made by Wire Arc Additively Manufactured With and Without Near-immersion Active Cooling |
| Author: | Santos, Maria Ruth Neponucena dos |
| First Advisor: | Vilarinho, Louriel Oliveira |
| First member of the Committee: | Louriel, Oliveira Vilarinho |
| Second member of the Committee: | Paes, Marcelo Torres Piza |
| Third member of the Committee: | Silva, Leandro João da |
| Summary: | A Manufatura Aditiva por Deposição a Arco (MADA) tem se destacado na fabricação de objetos grandes e com geometria moderada usados em aplicações estruturais. No entanto, atualmente há mais perguntas do que respostas acerca dos componentes produzidos por este processo de fabricação, principalmente no que se refere às propriedades críticas determinadas no final do processo de deposição. Nesse contexto o presente trabalho tem como objetivo determinar a microestrutura e o comportamento mecânico e eletroquímico de pré-formas de aço 2,25Cr-1Mo (ER90S-B3) produzidas por MADA, construídas com diferentes estratégias de resfriamento, submetidas aos tratamentos termicos de normalização seguido por revenimento. Além disso, comparar com o material tradicional ASTM A335 Gr. P22 que apresenta composição química semelhante. Para tanto as técnicas de análise microestrutural (MO, MEV, DRX), ensaios de microdureza, ensaio de tração e impacto foram empregadas. Os resultados mostraram a existência de três diferentes áreas que se repetiam ao longo da direção de construção nos planos XZ e YZ das pré-formas. As morfologias das fases formadas nestas diferentes regiões foram diferentes em razão do efeito dos ciclos térmicos imposto durante a deposição do material. Os perfis de microdureza obtidos ao longo destes planos demostraram que a dureza dos componentes varia para cada uma das áreas típicas em consequência da heterogeneidade microestrutural gerada nas pré-formas depositada. Além disso as medidas de microdureza ao longo da altura das pré-formas indicam que a presença do resfriamento ativo durante o processo de deposição reduz o gradiente desta propriedade. As curvas de tração obtidas para ambas as condições de deposição demonstraram que a estratégia de resfriamento ativo permitiu o alcance de melhores propriedades referentes ao limite de escoamento, limite de resistência a tração e alongamento à fratura do componente. Os resultados também revelaram que a realização dos tratamentos térmicos de normalização + revenimento diminuiu a resistência mecânica do componente, mas elevou intensamente à tenacidade ao impacto. As curvas potenciodinâmicas indicaram que as pré-formas MADA exibiram melhor comportamento à corrosão que o aço laminado P22 na região de passivação. |
| Abstract: | Wire arc additive manufacturing (WAAM) has been highlighted in the manufacture of large objects with geometry used in structural applications. However, there are currently more questions than answers about the components produced by this manufacturing process, especially with regard to the critical properties determined at the end of the deposition process. In this context, the present work aims to determine the microstructure and the mechanical and electrochemical behavior of 2.25Cr-1Mo steel preforms (ER90S-B3) produced by MADA, built with different cooling strategies, subjected to normalising and tempering heat treatments. Also, compare with traditional ASTM A335 Gr. P22 material that has similar chemical composition. For this purpose, microstructural analysis techniques (MO, SEM, XRD), microhardness tests, tensile and impact tests were used. The results showed the existence of three different areas that were repeated along the construction direction in the XZ and YZ planes of the preforms. The morphologies of the phases formed in these different regions were different due to the effect of the thermal cycles imposed during the deposition of the material. The microhardness profiles obtained along these planes showed that the hardness of the components varies for each of the typical areas as result of the microstructural heterogeneity generated in the deposited preforms. Furthermore, the microhardness measurements along the height of the preforms indicate that the presence of active cooling during the deposition process reduces the gradient of this property. The tensile curves obtained for both deposition conditions showed that the active cooling strategy allowed the achievement of better properties regarding yield strength, ultimate tensile strength and elongation at fracture of the component. The results also revealed that normalizing + tempering heat treatments decreased the mechanical strength of the component, but significantly increased impact toughness. The potentiodynamic curves indicated that WAAM preforms exhibited better corrosion behavior than the P22 laminated steel in the passivation region. |
| Keywords: | MADA Estratégia de resfriamento Normalização + revenimento Heterogeneidade Resistência mecânica Tenacidade ao impacto Tração Corrosão WAAM Cooling strategies Normalizing + tempering Heterogeneity Mechanical strength Impact toughness Tensile Corrosion |
| Area (s) of CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS |
| Subject: | Engenharia mecânica |
| Language: | por |
| Country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
| Program: | Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica |
| Quote: | SANTOS, Maria Ruth Neponucena dos. Caracterização de pré-formas de aços 2,25Cr1Mo fabricadas via manufatura aditiva por deposição a arco com e sem resfriamento ativo por quase-imersão. 2022. 105 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2022. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2022.83 |
| Document identifier: | http://doi.org/10.14393/ufu.di.2022.83 |
| URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/34462 |
| Date of defense: | 22-Feb-2022 |
| Appears in Collections: | DISSERTAÇÃO - Engenharia Mecânica |
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