Title

EVOLUçãO CRISTALOGRáFICA DO AçO INOXIDáVEL AISI 316L FABRICADO POR FUSãO SELETIVA A LASER: ANáLISE DE ORIENTAçãO PREFERENCIAL E QUANTIFICAçãO DE FASES POR DIFRAçãO DE RAIOS X*

Crystallographic Evolution of AISI 316L Stainless Steel Processed by Selective Laser Melting: Preferred Orientation and Phase Quantification via X-Ray Diffraction

Authorship

DUARTE, JOÃO VITOR NEVES; GARCIA, JULIANNA MAGALHÃES; NUNES, THAÍSSA SAMPAIO; SOUSA, TALITA GAMA DE; BRANDAO, LUIZ PAULO

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NUNES, THAÍSSA SAMPAIO

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SOUSA, TALITA GAMA DE

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BRANDAO, LUIZ PAULO

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DOI

10.5151/2594-4711-42164

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Abstract

Este estudo investiga a evolução cristalográfica do aço inoxidável AISI 316L submetido à Fusão Seletiva a Laser (FSL), com ênfase na identificação de fases, análise de orientação preferencial e quantificação de fases por meio de difração de raios X (DRX). Foram analisadas três condições do material: pó como recebido, pó reciclado e corpo de prova impresso. Os resultados indicam uma estrutura predominantemente austenítica (γ-Fe) em todas as amostras, com frações minoritárias de ferrita delta (δ) ou martensita (α’) no pó reciclado (13,9%) e na peça fabricada por FSL (3,7%). A análise de textura, baseada no coeficiente de orientação preferencial (Ci), indicou orientação aleatória nos pós, mas forte orientação preferencial no plano (200) para a amostra impressa (Ci = 1,68), compatível com crescimento epitaxial durante a solidificação. O difratograma mostrou uma leve contração da rede cristalina e o alargamento dos picos principais na amostra FSL, atribuídos à presença de tensões residuais compressivas e elevada densidade de discordâncias. Demonstrando a influência dos gradientes térmicos induzidos pelo processo e da reutilização do pó sobre a estabilidade de fases e o comportamento anisotrópico do 316L fabricado por manufatura aditiva.

THIS STUDY INVESTIGATES THE CRYSTALLOGRAPHIC EVOLUTION OF AISI 316L STAINLESS STEEL PROCESSED BY SELECTIVE LASER MELTING (SLM), WITH EMPHASIS ON PHASE IDENTIFICATION, PREFERRED ORIENTATION ANALYSIS, AND QUANTITATIVE PHASE ASSESSMENT VIA X-RAY DIFFRACTION (XRD). THREE MATERIAL CONDITIONS WERE ANALYZED: AS-RECEIVED POWDER, RECYCLED POWDER, AND THE FINAL PRINTED SPECIMEN. THE RESULTS INDICATE A PREDOMINANTLY AUSTENITIC (γ-FE) STRUCTURE ACROSS ALL SAMPLES, WITH MINOR FRACTIONS OF DELTA FERRITE (δ) OR MARTENSITE (α’) IN THE RECYCLED POWDER (13.9%) AND IN THE SLM-FABRICATED SPECIMEN (3.7%). TEXTURE ANALYSIS, BASED ON THE PREFERRED ORIENTATION COEFFICIENT (CI), REVEALED RANDOM GRAIN ORIENTATION IN THE POWDERS, BUT A STRONG PREFERENTIAL ORIENTATION ALONG THE (200) PLANE IN THE PRINTED SAMPLE (CI = 1.68), CONSISTENT WITH EPITAXIAL GROWTH DURING SOLIDIFICATION. THE DIFFRACTOGRAM SHOWED A SLIGHT CONTRACTION OF THE CRYSTAL LATTICE AND BROADENING OF THE MAIN PEAKS IN THE SLM SAMPLE, ATTRIBUTED TO COMPRESSIVE RESIDUAL STRESSES AND A HIGH DISLOCATION DENSITY. THESE FINDINGS DEMONSTRATE THE INFLUENCE OF PROCESS-INDUCED THERMAL GRADIENTS AND POWDER REUSE ON PHASE STABILITY AND THE ANISOTROPIC BEHAVIOR OF 316L PRODUCED VIA ADDITIVE MANUFACTURING.

Keywords

AISI 316L, Fusão Seletiva a Laser, orientação preferencial, quantificação de fases.