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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/50294| ORCID: | http://orcid.org/0009-0000-0383-1318 |
| Tipo de documento: | Trabalho de Conclusão de Curso |
| Tipo de acceso: | Acesso Aberto |
| Título: | Avaliação da diluição de aço inoxidável ER308LSi depositado em aço carbono SAE1020 via manufatura aditiva por deposição a arco |
| Título (s) alternativo (s): | Evaluation of the Dilution of ER308LSi Stainless Steel Deposited on SAE 1020 Carbon Steel via Wire Arc Additive Manufacturing |
| Autor: | Abrão, Guilherme Pereira |
| Primer orientador: | Vilarinho, Louriel Oliveira |
| Primer miembro de la banca: | Benedetti Filho, Edmundo |
| Segundo miembro de la banca: | Souza, Daniel Dominices Baía Gomes de |
| Resumen: | A manufatura aditiva por deposição a arco (MADA) tem se consolidado como alternativa viável para a fabricação de componentes metálicos de médio e grande porte, com elevadas taxas de deposição e reduzido desperdício de material. Quando aplicada a pares dissimilares, contudo, a mistura entre o metal de adição e o substrato durante a formação da poça de fusão altera a composição química das primeiras camadas depositadas, com consequências diretas sobre a microestrutura e as propriedades mecânicas resultantes. Este trabalho teve por objetivo caracterizar a diluição de cromo e níquel ao longo da direção de construção de uma preforma de aço inoxidável austenítico ER308LSi depositada em substrato de aço carbono por MADA. A seção transversal da preforma foi analisada por macrografia, microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva de raios X e ensaios de microdureza Vickers. A penetração do primeiro cordão no substrato foi de 2,8 mm. O perfil composicional revelou transição abrupta na interface, seguida de um patamar de composição constante que se estende por 3,0 mm, com teores médios de 13,22 % de cromo e 5,99 % de níquel, e de enriquecimento progressivo até 17,86 % de cromo e 7,83 % de níquel no topo da preforma. A estimativa da diluição por balanço de massa indicou valores entre 32 e 46 % no primeiro cordão, decrescendo para valores entre 9 e 30 % no topo. O perfil de microdureza acompanhou o perfil composicional, com elevação acentuada na região diluída, atribuída à perda de estabilidade da austenita decorrente da redução do teor de níquel e à consequente formação de martensita, interpretação corroborada pelo diagrama de Schaeffler. Observou-se ainda que a fronteira microestrutural, definida pela queda de dureza, situa-se aproximadamente 0,9 mm acima da fronteira composicional, defasagem coerente com o fato de a estabilidade da austenita ser governada pelo teor de níquel. |
| Abstract: | Wire arc additive manufacturing (WAAM) has become a viable alternative to produce medium and large-scale metallic components, offering high deposition rates and reduced material waste. When applied to dissimilar material pairs, however, the mixing between filler metal and substrate during weld pool formation changes the first layers’ chemical composition, affecting the microstructure and mechanical properties. This work aims to study the chromium and nickel dilution along the build direction in an ER308LSi austenitic stainless steel preform deposited on carbon steel substrate by WAAM. The preform cross-section was analyzed by macrography, optical microscopy, scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray spectroscopy microanalysis and Vickers microhardness testing. The penetration of the first bead into the substrate was 2.8 mm. The compositional profile revealed an abrupt transition at the interface, followed by a plateau of constant composition extending over 3.0 mm, with average contents of 13.22 % chromium and 5.99 % nickel, and by progressive enrichment up to 17.86 % chromium and 7.83 % nickel at the top of the preform. Dilution estimated by mass balance ranged from 32 to 46 % in the first bead, decreasing to between 9 and 30 % at the top. The microhardness profile followed the compositional profile, with a marked increase in the diluted region, attributed to the loss of austenite stability caused by the reduction in nickel content and the consequent formation of martensite, an interpretation supported by the Schaeffler diagram. It was further observed that the microstructural boundary, defined by the hardness drop, lies approximately 0.9 mm above the compositional boundary, a lag consistent with the fact that austenite stability is governed by nickel content. |
| Palabras clave: | Diluição MADA Aço Inoxidável Austenítico ER308LSi Dissimilar Soldagem Metalografia |
| Área (s) del CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA |
| País: | Brasil |
| Editora: | Universidade Federal de Uberlândia |
| Cita: | ABRÃO, Guilherme Pereira. Avaliação da diluição de aço inoxidável ER308LSi depositado em aço carbono SAE1020 via manufatura aditiva por deposição a arco. 2026. 60 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026. |
| URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/50294 |
| Fecha de defensa: | 7-ago-2026 |
| Aparece en las colecciones: | TCC - Engenharia Mecânica |
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