Title

Tensão residual em peças produzidas por manufatura aditiva por deposição a arco

Residual stress in components produced by Wire Arc Additive Manufacturing

Authorship

LINS, VICTOR MENDES DE HOLANDA; MATOS, LUIS MIGUEL NUNES; AMORIM, PABLO CASTELO BRANCO; MELO, ARTHUR AUGUSTO BISPO DE; PINHEIRO, GABRIEL EGÍDIO ALCÂNTARA GONÇALVES; NUNES, THAISSA SAMPAIO; BRANDÃO, LUIZ PAULO

LINS, VICTOR MENDES DE HOLANDA

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MATOS, LUIS MIGUEL NUNES

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AMORIM, PABLO CASTELO BRANCO

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MELO, ARTHUR AUGUSTO BISPO DE

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PINHEIRO, GABRIEL EGÍDIO ALCÂNTARA GONÇALVES

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NUNES, THAISSA SAMPAIO

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BRANDÃO, LUIZ PAULO

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DOI

10.5151/2594-4711-44012

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Abstract

A manufatura aditiva por deposição a arco (MADA) aplicada ao aço inoxidável AISI 316L pode gerar elevadas tensões residuais devido aos ciclos térmicos sucessivos inerentes ao processo. Neste trabalho, avaliou-se o efeito do tratamento térmico sobre a microestrutura, as fases cristalinas e as tensões residuais de peças produzidas por MADA. As amostras foram tratadas termicamente a 1000 °C por 2 h e 4 h, seguidas de resfriamento ao ar. A caracterização microestrutural foi realizada por microscopia óptica, enquanto a identificação de fases e a análise de tensões residuais foram conduzidas por difração de raios X utilizando o método do sen²ψ. Os resultados indicaram predominância da fase austenítica em ambas as condições, além de reflexões secundárias compatíveis com possíveis fases secundárias na condição tratada por 2 h. O aumento do tempo de tratamento térmico promoveu discreta homogeneização microestrutural e tendência de redução dos valores estimados de tensões residuais compressivas. Entretanto, a forte textura cristalográfica resultou em elevada dispersão experimental, não permitindo comprovar diferenças estatisticamente significativas entre as condições avaliadas.

Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) applied to AISI 316L stainless steel may generate high residual stresses due to the successive thermal cycles inherent to the process. This study evaluated the effect of heat treatment on the microstructure, crystalline phases, and residual stresses of WAAM-produced components. The samples were heat treated at 1000 °C for 2 h and 4 h, followed by air cooling. Microstructural characterization was performed by optical microscopy, while phase identification and residual stress analysis were conducted by X-ray diffraction using the sin²ψ method. The results indicated predominance of the austenitic phase under both conditions, along with secondary reflections compatible with possible secondary phases in the 2 h condition. Increasing the heat treatment time promoted slight microstructural homogenization and a tendency toward reduction in the estimated compressive residual stress values. However, the strong crystallographic texture resulted in high experimental dispersion, preventing statistical confirmation of significant differences between the evaluated conditions.

Keywords

MADA, Tensão Residual, Difração de Raios X, Tratamento Térmico

WAAM, Residual Stress, X-ray Diffraction, Heat Treatment