Propriedades dos cubos de aço inoxidável 316L fabricados pela WAAM com diferentes estratégias de deposição

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Brito Neto, Francisco Maciel de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: 316L stainless steel; aço inoxidável 316L; additive manufacturing; corrosion resistance; manufatura aditiva; mechanical properties; propriedades mecânicas; resistência à corrosão
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-06102025-135233/

A manufatura aditiva por arco e arame (WAAM) tem se consolidado como uma técnica promissora para a produção de componentes metálicos de grande porte, com mais de um metro de comprimento e massas elevadas, permitindo a fabricação de peças com geometrias simples e inclinações moderadas. No entanto, ainda são escassos os estudos voltados à produção de componentes de parede espessa e suas implicações nas propriedades estruturais. Este trabalho investigou o efeito de quatro trajetórias de deposição na microestrutura, nas propriedades mecânicas e na resistência à corrosão de peças de aço inoxidável 316L produzidas por WAAM. Cubos com dimensões de 50 × 50 × 50 mm e 20 camadas foram fabricados e caracterizados por DRX, EBSD, MEV, ensaios mecânicos com DIC, análise de tensões residuais e técnicas eletroquímicas. As análises microestruturais revelaram uma estrutura predominantemente austenítica, com frações de ferrita δ muito reduzidas. As amostras com sobreposição de 90° apresentaram forte orientação ao longo da direção de construção (BD), enquanto aquelas com 45° exibiram maior dispersão cristalográfica. As tensões residuais compressivas variaram entre -100 MPa e -400 MPa, com perfil mais homogêneo em ZZ90 e mais instável em HY45. Nos ensaios mecânicos, observou-se comportamento anisotrópico nas amostras ZZ90 e HY90, com limite de escoamento entre 300 e 420 MPa e resistência à tração entre 540 e 610 MPa, dependendo da direção de extração (BD, TWD ou D). A deformação máxima medida por DIC atingiu 128% em regiões localizadas. As amostras com reorientação de 45° apresentaram melhor distribuição da deformação e comportamento mais isotrópico. Do ponto de vista eletroquímico, a amostra HY90 apresentou o menor valor de corrente de corrosão (icorr = 0,32 μA/cm2) e um dos melhores potenciais de corrosão (Ecorr = -236 mV). As amostras ZZ90 e ZZ45 também apresentaram bom desempenho, com Ecorr entre -230 e -245 mV. Os espectros de EIE indicaram aumento da resistência à polarização após imersão, especialmente nas amostras com sobreposição de 90°, sugerindo a formação de filmes passivos mais estáveis. Os resultados confirmam que a trajetória de deposição e o ângulo de sobreposição impactam diretamente a orientação cristalográfica, as tensões internas, o desempenho mecânico e a resistência à corrosão das peças fabricadas. A estratégia híbrida com sobreposição de 90° (HY90) apresentou o melhor equilíbrio entre propriedades estruturais e eletroquímicas, destacando-se como a configuração mais promissora para a produção de componentes robustos por WAAM em aço inoxidável 316L.