Title

ANÁLISE TERMODINÂMICA DA SOLIDIFICAÇÃO DA SUPERLIGA INCONEL 625 DEPOSITADO POR MANUFATURA ADITIVA COM ARAME E ARCO

THERMODYNAMICS ANALYSIS OF THE SOLIDIFICATIONS OF INCONEL 625 SUPERALLOY DEPOSITED BY WIRE AND ARC ADDITIVE MANUFACTURING

Authorship

BORGES, DANIEL RELVA; CIPRIANOFARIAS, FRANSCISCO WERLEY; ISIDORIO, DAYSIANNE KESSY MENDES; FILHO, JOÃO DA CRUZ PAYÃO

BORGES, DANIEL RELVA

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CIPRIANOFARIAS, FRANSCISCO WERLEY

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ISIDORIO, DAYSIANNE KESSY MENDES

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FILHO, JOÃO DA CRUZ PAYÃO

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DOI

10.5151/2594-4711-42778

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Abstract

A superliga de níquel Inconel 625 é amplamente utilizada para usos em ambientes críticos. Dentre os métodos de fabricação de peças utilizando esta liga, a manufatura aditiva com deposição de energia direcionada à arco elétrico (DED-arc) apresenta diversas vantagens quanto a flexibilidade de produção. Entretanto, as peças de Inconel 625, fabricadas por DED-arc podem apresentar trincas de solidificação causadas pela formação de precipitados da fase Laves. Com isto, o objetivo deste trabalho é comparar, através do uso de simulações, o efeito da variação da taxa de resfriamento do Inconel 625 depositado por manufatura aditiva DED-arc e observar se houveram mudanças no seu mecanismo de solidificação. Foi feito a caracterização de uma peça depositada para identificar as fases presentes em sua microestrutura e os resultados serviram de entrada para as simulações. Foram feitas simulações utilizando o método CALPHAD, nas quais foi variada a taxa de resfriamento de 10 a 500 K/s. Os resultados demonstraram que a modo de solidificação é insensível à variação da taxa de resfriamento, sempre mantendo a ordem de solidificação γ → MC → Laves. Também foi observado a segregação de elementos de liga como o Nb, Mo, Ti e C ao longo da solidificação.

THE NICKEL SUPERALLOY INCONEL 625 IS WIDELY USED FOR APPLICATIONS IN CRITICAL ENVIRONMENTS. AMONG THE MANUFACTURING METHODS FOR PARTS USING THIS ALLOY, ADDITIVE MANUFACTURING WITH WIRE ARC DIRECTED ENERGY DEPOSITION (DED-ARC) PRESENTS SEVERAL ADVANTAGES IN TERMS OF PRODUCTION FLEXIBILITY. HOWEVER, INCONEL 625 PARTS MANUFACTURED BY DED-ARC CAN EXHIBIT SOLIDIFICATION CRACKING CAUSED BY THE FORMATION OF LAVES PHASE PRECIPITATES. THUS, THE OBJECTIVE OF THIS WORK IS TO COMPARE, THROUGH THE USE OF SIMULATIONS, THE EFFECT OF VARYING THE COOLING RATE OF INCONEL 625 DEPOSITED BY DED-ARC ADDITIVE MANUFACTURING AND TO OBSERVE IF THERE WERE CHANGES IN ITS SOLIDIFICATION MECHANISM. A DEPOSITED PART WAS CHARACTERIZED TO IDENTIFY THE PHASES PRESENT IN ITS MICROSTRUCTURE, AND THE RESULTS SERVED AS INPUT FOR THE SIMULATIONS. SIMULATIONS WERE PERFORMED USING THE CALPHAD METHOD, IN WHICH THE COOLING RATE WAS VARIED FROM 10 TO 500 K/S. THE RESULTS DEMONSTRATED THAT THE SOLIDIFICATION MODE IS INSENSITIVE TO THE VARIATION OF THE COOLING RATE, ALWAYS MAINTAINING THE SOLIDIFICATION ORDER γ → MC → LAVES. THE SEGREGATION OF ALLOYING ELEMENTS SUCH AS NB, MO, TI, AND C THROUGHOUT THE SOLIDIFICATION WAS ALSO OBSERVED.

Keywords

Inconel 625, Ni 625, CALPHAD, Solidificação

Inconel 625, Ni 625, CALPHAD, Solidification