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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2024.tde-29042024-111329
Document
Author
Full name
Jeferson José de Carvalho
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2024
Supervisor
Committee
Brandi, Sérgio Duarte (President)
Centeno, Dany Michell Andrade
Júnior, Jaime Casanova Soeiro
Title in Portuguese
Efeito da frequência de pulsação na manufatura aditiva por DED-GTA do aço inoxidável AISI 308L
Keywords in Portuguese
Aço inoxidável austenítico
DED-GTA
Ferrita
Frequência de pulsação do arco
Manufatura aditiva
Abstract in Portuguese
O objetivo deste trabalho é avaliar o comportamento do aço AISI 308L, aplicado na manufatura aditiva por deposição direta de energia (DED) com o processo GTA (TIG), a fim de encontrar os limites de utilização deste material, como uso de técnica de fabricação. O aço inoxidável AISI 308L é um aço austenítico e possui vasta aplicação em diversos segmentos industriais e em especial na indústria química, alimentícia e biomedicina, por ser um material que não apresenta transição dúctil frágil é amplamente aplicado em condições de trabalho em temperatura criogênica. Foi realizada a instrumentação do equipamento de soldagem e do corpo de prova, para análise dos parâmetros do processo de soldagem e avaliação da transferência de calor no material em função da frequência de pulsação (0 Hz -GTA convencional, 100 Hz, 1 kHz e 10 kHz) para determinação a sua influência na morfologia da ferrita e na imprimabilidade em cada corpo-deprova. Para tais condições foi realizada a caracterização da amostra por microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de elétrons retroespalhados (EBSD), este último para avaliar a direção de solidificação por camada depositada. Os resultados mostraram que a frequência de pulsação de 100Hz reduziu a fração volumétrica de ferrita e apresentou a melhor imprimabilidade. Além disso, as amostras que foram preparadas utilizando a frequência de pulsação apresentaram valores superiores de imprimabilidade comparada a amostra sem pulsação e, a amostra com 10 kHz mostraram um aumento na formação de ferrita acicular.
Title in English
Untitled in english
Keywords in English
Additive manufacturing
Austenitic stainless steel
Direct energy deposition
Ferrite
Pulse current frequency
Abstract in English
The objective of this work is to evaluate the behavior of AISI 308L stainless steel, applied in additive manufacturing by direct energy deposition (DED) with the GTA (TIG) process, to find the limits of use of this material as a manufacturing technique. The AISI 308L is an austenitic steel with extensive applications across various industrial sectors, particularly in the chemical, food, and biomedical industries. Due to its resistance to ductile-brittle transition, it is widely utilized in cryogenic temperature working conditions. The welding equipment and the test specimen were instrumented for analysis of welding process parameters and evaluation of heat transfer in the material as a function of pulse frequency (0 Hz - conventional GTA, 100 Hz, 1 kHz, and 10 kHz) to determine its influence on ferrite morphology and printability in each test specimen. Under these conditions, the sample was characterized by optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM) and backscattered electron diffraction (EBSD), the latter to evaluate the direction of solidification by deposited layer. The results showed that a pulse frequency of 100Hz reduced the volumetric fraction of ferrite and exhibited the best printability. Furthermore, samples prepared using the pulse frequency showed higher printability values compared to samples without pulsation, and samples with 10 kHz showed an increase in the formation of acicular ferrite.
 
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Publishing Date
2024-05-03
 
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