Title

ANÁLISE DA SOLIDIFICAÇÃO DA LIGA DE NÍQUEL PRODUZIDA IN SITU POR MEIO DE SIMULAÇÕES TERMODINÂMICAS

ANALYSIS OF THE SOLIDIFICATION OF IN-SITU PRODUCED NICKEL ALLOY THROUGH THERMODYNAMIC SIMULATIONS

Authorship

FILHO, LUIS EDUARDO VIEIRA ALCANTARA; SOUSA, ANA BEATRIZ FERREIRA; BARRETO, ALEXANDRE SOUSA; SANTIAGO, KAMILLA GILÓ; MIRANDA, HÉLIO CORDEIRO; MOTTA, MARCELO FERREIRA; SILVA, CLEITON CARVALHO

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DOI

10.5151/2594-5327-42803

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Abstract

O design de ligas tem se tornado uma ferramenta estratégica no desenvolvimento de materiais com desempenho superior em processos, como soldagem e manufatura aditiva. Nesse contexto, ligas à base de níquel têm ganhado destaque devido à sua excelente combinação de propriedades mecânicas, resistência à corrosão e estabilidade térmica. Como alternativa, tem sido proposto o uso do processo de soldagem MIG/MAG duplo arame (MIG/MAG-DA), permitindo a produção de ligas in situ. Neste trabalho, as ligas AWS ERNiCrMo-3 (INCONEL 625) e AWS ERNiCrMo-4 (HASTELLOY C276) foram fundidas conjuntamente para a produção de uma liga in situ, com a composição resultante da participação de cada liga comercial: (50%625 / 50%C276). Para análise da solidificação, foram realizadas simulações de Scheil-Gulliver utilizando o software Thermo-Calc®. Adicionalmente, quatro condições foram simuladas para avaliar a estabilidade das fases formadas: (a) com fase σ e com inclusão de carbono; (b) sem fase σ e com inclusão de carbono; (c) com fase σ e sem inclusão de carbono; e (d) sem fase σ e sem inclusão de carbono. As simulações da liga in situ indicaram a formação de fases como σ, μ, δ, M6C e P, além da matriz Ni-CFC (γ-Ni), sendo estas influenciadas pelas condições impostas.

ALLOY DESIGN HAS BECOME A STRATEGIC TOOL IN THE DEVELOPMENT OF HIGH-PERFORMANCE MATERIALS FOR PROCESSES SUCH AS WELDING AND ADDITIVE MANUFACTURING. IN THIS CONTEXT, NICKEL-BASED ALLOYS HAVE GAINED PROMINENCE DUE TO THEIR EXCELLENT COMBINATION OF MECHANICAL PROPERTIES, CORROSION RESISTANCE, AND THERMAL STABILITY. AS AN ALTERNATIVE, THE USE OF THE DOUBLE-WIRE MIG/MAG WELDING PROCESS (MIG/MAG-DW) HAS BEEN PROPOSED, ALLOWING THE IN SITU PRODUCTION OF ALLOYS. IN THIS STUDY, THE AWS ERNICRMO-3 (INCONEL 625) AND AWS ERNICRMO-4 (HASTELLOY C276) ALLOYS WERE JOINTLY MELTED TO PRODUCE AN IN SITU ALLOY, WITH THE COMPOSITION RESULTING FROM THE EQUAL PARTICIPATION OF EACH COMMERCIAL ALLOY: (50% 625 / 50% C276). TO ANALYZE SOLIDIFICATION, SCHEIL-GULLIVER SIMULATIONS WERE PERFORMED USING THERMO-CALC® SOFTWARE. ADDITIONALLY, FOUR CONDITIONS WERE SIMULATED TO ASSESS THE STABILITY OF THE FORMED PHASES: (A) WITH THE σ PHASE AND WITH CARBON INCLUSION; (B) WITHOUT THE σ PHASE AND WITH CARBON INCLUSION; (C) WITH THE σ PHASE AND WITHOUT CARBON INCLUSION; AND (D) WITHOUT THE σ PHASE AND WITHOUT CARBON INCLUSION. THE IN SITU ALLOY SIMULATIONS INDICATED THE FORMATION OF PHASES SUCH AS σ, μ, δ, M6C, AND P, IN ADDITION TO THE NI-FCC MATRIX (γ-NI), ALL INFLUENCED BY THE IMPOSED CONDITIONS

Keywords

Tandem-GMAW, Liga in situ, Fases TCP, ligas de níquel, Simulação termodinâmica