Comportamento em fluência e caracterização microestrutural do Inconel 718 produzido por fusão a laser em leito de pó (LPBF)

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Borges, Daniel Augusto de Souza
• Orientador(a): Couto, Antonio Augusto
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por; eng
• Instituição de defesa: Universidade Presbiteriana Mackenzie
• Palavras-chave em Português: inconel 718; comportamento Mecânico; manufatura aditiva; fluência
• Link de acesso: https://dspace.mackenzie.br/handle/10899/41347

A manufatura aditiva (MA) tem se destacado como uma tecnologia promissora para a fabricacação de componentes metálicos de geometria complexa, especialmente quando se busca a otimização de propriedades e redução de desperdício de material. A superliga Inconel 718, amplamente utilizada em aplicações aeronáuticas e de geração de energia, é frequentemente submetida a ambientes de alta temperatura e tensão, o que exige desempenho confiável em regimes de fluência. Neste trabalho, foi investigado o comportamento em fluência do Inconel 718 obtido por MA, via processo de Fusão Seletiva em Leito de Pó (do inglês Laser Powder Bed Fusion - LPBF), submetido ao tratamento térmico padrão de solubilização seguido de duplo envelhecimento. A caracterização do material incluiu análise microestrutural por microscopiaóptica e eletrônica de varredura (MEV), medição de porosidade por análise de imagem, ensaios de dureza Vickers e, principalmente, ensaios de fluência sob diferentes tensões (450, 500 e 550 MPa) e temperaturas (590 °C,620 °C e 650 °C). As superfícies de fratura e seções transversais dos corpos de prova foram analisadas para identificar os mecanismos de falha e possíveis alterações microestruturais induzidas pela fluência. Os resultados demonstraram que, mesmo após tratamento térmico, o material manteve estrutura colunar, típica da solidificação rápida do LPBF, o que contribuiu para o comportamento anisotrópico. A porosidade média foi inferior a 1%, mas com distribuição heterogênea e presença de defeitos críticos. O comportamento em fluência foi caracterizado por fraturas predominantemente dúcteis, embora com regiões frágeis associadas á porosidade e á orientação dos grãos. O valor do expoente de tensão (n = 18,26) e da energia de ativação para fluência (Qc entre 410–538 kJ/mol) indicaram a predominância do mecanismo de escalagem de discordâncias (dislocation climb). Um comportamento anômalo foi observado em 620 °C, onde a tensão de 550 MPa resultou em maior tempo até a ruptura do que a de 500 MPa, hipótese associada á precipitação assistida por tensão durante o ensaio nessa condição de temperatura. Os resultados reforçam a necessidade de estratégias específicas de pós-processamento térmico para materiais obtidos por MA, destacando a influência da microestrutura orientada e dos defeitos residuais no desempenho mecânico em fluência da liga Inconel 718. Esses resultados evidenciam que o desempenho em fluência do Inconel 718 produzido por LPBF permanece condicionado á microestrutura orientada e aos defeitos residuais do processo. A compreensão desses efeitos é fundamental para otimizar estratégias de pós-processamento e ampliar a confiabilidade da liga em aplicações críticas, como nos setores aeroespacial e de geração de energia