Title

AUSTENITA DE ALTA RESISTÊNCIA PARA MANUFATURA ADITIVA

HIGH STRENGTH AUSTENITE FOR ADDITIVE MANUFACTURING

Authorship

HILL, HORST; CONRADS, JANOSCH; HOEREN, KARLHEINZ; NIEDERHOFER, PHILIPP; TOCHIRO, LEANDRO AKIRA; MOHR, ANDRÉAS; VILAR, ANDRÉ AUGUSTO DE ARAUJO

HILL, HORST

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CONRADS, JANOSCH

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HOEREN, KARLHEINZ

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NIEDERHOFER, PHILIPP

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TOCHIRO, LEANDRO AKIRA

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MOHR, ANDRÉAS

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VILAR, ANDRÉ AUGUSTO DE ARAUJO

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DOI

10.5151/2594-5327-34577

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Abstract

AÇOS INOXIDÁVEIS AUSTENÍTICOS SÃO LARGAMENTE APLICADOS NO CAMPO DA ENGENHARIA MECÂNICA. UM EXEMPLO IMPORTANTE É O MATERIAL 1.4404 (316L), QUE É BEM CONSOLIDADO COMO UM AÇO COMUM NA MANUFATURA ADITIVA (AM). TÍPICOS MATERIAIS AUSTENÍTICOS CONTEM ALGUNS ELEMENTOS DE LIGA, QUE SÃO DESCRITOS A SEGUIR: FORMAÇÃO DE UMA MICROESTRUTURA AUSTENÍTICA É ALCANÇADA POR NÍQUEL (NI); A ADIÇÃO DE CROMO (CR) LEVA À RESISTÊNCIA À CORROSÃO; PARA RESISTÊNCIA LOCALIZADA À CORROSÃO, MOLIBDÊNIO (MO) PODE SER ADICIONADO. ENTRETANTO, ISTO REQUER A DISSOLUÇÃO TOTAL DE CR E MO NA MATRIZ DO AÇO. COMO CONSEQUÊNCIA, AÇOS AUSTENÍTICOS GERALMENTE APRESENTAM BAIXO CARBONO E NITROGÊNIO PARA EVITAR FORMAÇÃO DE CARBONETOS E NITRETOS DE CROMO. MAS AMBOS ELEMENTOS NÃO PODEM SER CLASSIFICADOS COMO PREJUDICIAIS EM AÇOS AUSTENÍTICOS EM GERAL. POR OUTRO LADO, C E N TAMBÉM PODEM SER USADOS PARA MELHORAR PROPRIEDADES MECÂNICAS E QUÍMICAS. BASEADO NESTE CONHECIMENTO, UM MATERIAL AUSTENÍTICO FOI PARTICULARMENTE DESENVOLVIDO PARA MANUFATURA ADITIVA. AS PROPRIEDADES MECÂNICAS DESTE MATERIAL, DETERMINADA POR ENSAIOS MECÂNICOS, MOSTRAM A DUPLICAÇÃO DOS VALORES DE LIMITE DE ESCOAMENTO E LIMITE DE RESISTÊNCIA, SE COMPARADO AO 316L, COM AUMENTO SIMULTÂNEO DA RESISTÊNCIA À CORROSÃO DE ATAQUE DE ÍONS CLORADOS.

STAINLESS AUSTENITIC STEELS ARE WIDELY APPLIED IN THE FIELD OF CLASSIC MECHANICAL ENGINEERING. AN IMPORTANT REPRESENTATIVE OF THESE GRADES IS THE MATERIAL 1.4404 (316L), WHICH IS WELL ESTABLISHED AS A STANDARD STEEL IN ADDITIVE MANUFACTURING (AM). TYPICAL STAINLESS AUSTENITES CONTAIN SOME MAIN ALLOYING ELEMENTS, WHICH ARE DESCRIBED IN THE FOLLOWING: THE FORMATION OF AN AUSTENITIC MICROSTRUCTURE IS ACHIEVED BY NICKEL (NI). THE ADDITION OF CHROMIUM (CR) LEAD TO THE CORROSION RESISTANCE OF THESE MATERIALS. FOR RESISTANCE TO LOCALIZED CORROSION, MOLYBDENUM (MO) CAN BE ADDED. HOWEVER, THIS REQUIRES FULL DISSOLUTION OF CR AND MO IN THE STEEL MATRIX. AS A CONSEQUENCE, STAINLESS AUSTENITES USUALLY EXHIBIT VERY LOW CARBON AND NITROGEN CONTENTS TO PREVENT CHROMIUM CARBIDES AND NITRIDES. BUT, BOTH ALLOYING ELEMENTS CANNOT BE CLASSIFIED AS BEING DETRIMENTAL IN STAINLESS AUSTENITES IN GENERAL. IN CONTRAST, C AND N CAN ALSO BE USED TO IMPROVE MECHANICAL AND CHEMICAL PROPERTIES. BASED ON THIS KNOWLEDGE, A HIGH-STRENGTH AUSTENITE WAS DEVELOPED PARTICULARLY TAILORED FOR AM. THE MECHANICAL PROPERTIES OF THE NEW DEVELOPMENT, DETERMINED BY TENSILE TESTS, SHOW TWICE AS HIGH CHARACTERISTIC VALUES (YIELD STRENGTH, RP0.2, AND ULTIMATE TENSILE STRENGTH, RM) COMPARED TO 316L, WITH SIMULTANEOUSLY INCREASED CORROSION RESISTANCE AGAINST CHLORIDE IONS.

Keywords

Aço inoxidável, Austenita, Resistência à corrosão, Manufatura Aditiva, Propriedades mecânicas

Stainless steels, Austenite, Corrosion resistance, Additive Manufacturing, Mechanical properties