Title

GRADIENTE MICROESTRUTURAL E TENSÃO RESIDUAL EM AÇO MARAGING 250 FABRICADO POR WAAM

MICROSTRUCTURAL GRADIENT AND RESIDUAL STRESS IN WAAM-PRODUCED MARAGING 250 STEEL

Authorship

NUNES, THAISSA SAMPAIO; GARCIA, JULIANNA MAGALHÃES; SOUSA, TALITA GAMA DE; BRANDAO, LUIZ PAULO

NUNES, THAISSA SAMPAIO

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GARCIA, JULIANNA MAGALHÃES

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SOUSA, TALITA GAMA DE

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BRANDAO, LUIZ PAULO

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DOI

10.5151/5463-5463-42478

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Abstract

Este trabalho investigou a evolução microestrutural e os estados de tensão residual em uma parede de aço maraging 250 fabricada por “Wire Arc Additive Manufacturing” (WAAM). A estrutura foi construída por soldagem “Gas Metal Arc Welding” (GMAW) em modo pulsado com resfriamento ativo por quase imersão (NIAC), e caracterizada por difração de raios X (DRX). Foram analisadas as regiões da base, meio e topo da parede, revelando um aumento progressivo na fração de martensita e redução de austenita retida com a altura da peça. A base apresentou maior presença da fase sigma e menor densidade de discordâncias, enquanto o meio concentrou as maiores microdeformações e discordâncias, atribuídas aos ciclos térmicos intercamadas. O topo, resfriado mais rapidamente, apresentou estrutura predominantemente martensítica e tensões internas mais homogêneas. A técnica de Williamson-Hall foi aplicada para estimativa da microdeformação e densidade de discordâncias, permitindo compreender os efeitos locais das tensões residuais. Os resultados destacam a relevância do controle térmico no WAAM para a obtenção de propriedades microestruturais e mecânicas otimizadas.

THIS WORK INVESTIGATES THE MICROSTRUCTURAL EVOLUTION AND RESIDUAL STRESS STATES IN A WALL OF MARAGING 250 STEEL MANUFACTURED BY WIRE ARC ADDITIVE MANUFACTURING (WAAM). THE STRUCTURE WAS BUILT USING PULSED GMAW WELDING WITH NEAR-IMMERSION ACTIVE COOLING (NIAC) AND CHARACTERIZED BY X-RAY DIFFRACTION (XRD). THE BASE, MIDDLE, AND TOP REGIONS OF THE WALL WERE ANALYZED, REVEALING A PROGRESSIVE INCREASE IN THE MARTENSITE FRACTION AND A DECREASE IN RETAINED AUSTENITE WITH INCREASING HEIGHT. THE BASE SHOWED A GREATER PRESENCE OF THE SIGMA PHASE AND A LOWER DISLOCATION DENSITY, WHILE THE MIDDLE REGION CONCENTRATED THE HIGHEST MICROSTRAINS AND DISLOCATIONS DUE TO INTERLAYER THERMAL CYCLING. THE TOP REGION, COOLED MORE RAPIDLY, EXHIBITED A PREDOMINANTLY MARTENSITIC STRUCTURE AND MORE HOMOGENEOUS INTERNAL STRESSES. THE WILLIAMSON-HALL METHOD WAS APPLIED TO ESTIMATE MICROSTRAIN AND DISLOCATION DENSITY, ENABLING A BETTER UNDERSTANDING OF THE LOCAL EFFECTS OF RESIDUAL STRESS. THE RESULTS HIGHLIGHT THE IMPORTANCE OF THERMAL CONTROL IN WAAM FOR ACHIEVING OPTIMIZED MICROSTRUCTURAL AND MECHANICAL PROPERTIES.

Keywords

WAAM, Aço Maraging 250, Tensão Residual, Difração de Raios X

WAAM, Maraging 250 Steel, Residual Stress, X-ray Diffraction