Título

MICROESTRUTURA E TEXTURA CRISTALOGRÁFICA DA LIGA NB-47TI PRODUZIDA POR FUSÃO SELETIVA A LASER

MICROSTRUCTURE AND CRYSTALLOGRAPHIC TEXTURE OF NB-47TI ALLOY PRODUCED BY SELECTIVE LASER MELTING

Autoria

Nobre, Rafael de Moura; Bauri, Luiz Felipe; Hernández, Jhoan Sebastian Guzmán; Bayerlein, Daniel Leal; Falcão, Railson Bolsoni; Sallica-Leva, Edwin; Oliveira, Henrique Rodrigues; Chastinet, Victor Lira; Júnior, Daniel Rodrigues; Landgraf, Fernando José Gomes

DOI

10.5151/2594-5327-33712

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Resumo

Manufatura aditiva, popularmente conhecida como impressão 3D é um conjunto de técnicas de fabricação que pode construir peças de geometrias complexas em um processo de adição de material em camadas. As técnicas de fusão em leito de pó têm sido estudadas para produção de materiais metálicos. O processo de fusão seletiva a laser (FSL) particularmente utiliza uma fonte de calor de alta potência e alta velocidade de varredura no qual promove a formação de textura de solidificação e consequentemente um potencial efeito de redução do módulo de elasticidade, abrindo um leque de novas alternativas de biomateriais para uso em implantes. Neste estudo foi investigado o efeito da velocidade de varredura do laser na microestrutura e textura cristalográfica da liga Nb-47Ti obtida por sistema de fusão seletiva a laser. Três amostras foram produzidas a uma potência constante de 300W e variando a velocidade de 1000 a 1300 mm/s. Os testes de microdureza ocorreram no microdurômetro Vickers, a microestrutura foi caracterizada por microscopia ótica (MO) e eletrônica de varredura (MEV), os dados da textura cristalográfica foram obtidos por difração de elétrons retroespalhados (EBSD) e posteriormente foram calculadas as figuras de polo, figuras de polo inversa e mapas de orientação através do software EDAX OIM Analysis. A microestrutura apresentou morfologia de solidificação predominantemente celular e zonas de transição celular-dendritíca. O aumento da velocidade de varredura do laser apresentou correlação com o aumento dos valores de microdureza e a formação de uma forte textura cúbica {100}<100> de Ti-β paralelo a direção de construção.

 

Additive Manufacturing, popularly known as 3D printing is a set of fabrication techniques that can build parts with complex geometries by adding material layer by layer. Powder bed fusion techniques have been studied for the fabrication of metallic materials. The selective laser melting (SLM) process particularly uses a high laser power and scanning speed which promotes the formation of solidification texture therefore a potential reduction of elasticity modulus, opening a set of new alternatives for biomaterials in implants. This study investigated the effect of laser scanning speed on the microstructure and crystallographic texture of the Nb-47Ti alloy fabricated by selective laser melting. Three samples were produced at a constant power (300 W) and scanning speed of 1000 to 1300 mm / s. The microhardness tests were performed in the Vickers microdurometer, the microstructure was characterized by optical microscopy (MO) and scanning electron (SEM), the crystallographic texture data were obtained by backscattered electron diffraction (EBSD) and after the pole figures, inverse pole figures and orientation maps were obtained using EDAX OIM Analysis software. Experimental results shown a microestructure with cellular solidification morphology and zones of cellular-dendritic transition. The increase of laser scanning speed showed a correlation with the increase in microhardness and the formation of a Ti-β cubic texture {100} <100> parallel to the building direction.

Palavras-chave

Liga de titânio; Fusão seletiva a laser; Fusão em leito de pó; Textura cristalográfica

Titanium alloy; Selective laser melting; Powder bed fusion; Crystallographic texture.