Estudo do comportamento em fadiga da liga inconel 718 obtida por fusão seletiva a laser solubilizada e duplo envelhecida
| dc.contributor.advisor | Couto, Antonio Augusto | |
| dc.contributor.author | Cubi, Rafael Eringer | |
| dc.date.accessioned | 2025-03-21T19:54:21Z | |
| dc.date.available | 2025-03-21T19:54:21Z | |
| dc.date.issued | 2025-02-10 | |
| dc.description.abstract | O Inconel 718 (IN718) é muito utilizado na fabricação de componentes mecânicos de alto desempenho, como peças e estruturas de turbinas de aviões. A manufatura aditiva (MA) é um processamento que possibilita a construção de perfis complexos e tem sido cada vez mais desenvolvida para os materiais metálicos. Este trabalho busca estudar o comportamento mecânico em fadiga do IN718 obtido por MA e os fatores que possivelmente influenciam nesse desempenho em decorrência do processamento. Para isto, foram fabricados corpos de prova e amostras do IN718 pelo processamento de Fusão Seletiva a Laser (FSL). Também foram fabricados corpos de prova e amostras advindos da metalurgia convencional (forjamento, laminação e corte), para a comparação com o comportamento em fadiga padrão do IN718. Em seguida foram feitos tratamentos térmicos de solubilização e de duplo envelhecimento buscando homogeneizar e otimizar as fases presentes resultantes em ambos os processamentos. As amostras obtidas por ambos os processamentos foram caracterizadas por microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV), difratometria de raios X e microdureza Vickers. Antes dos ensaios de fadiga, ensaios de tração também foram realizados para obtenção da resistência máxima. Os ensaios de fadiga uniaxial foram feitos com célula de carga de 100 kN e realizados com razão de carregamento de R= -1. Foram aplicadas diferentes tensões em função da resistência a tração, sendo analisados 15 corpos de prova de MA e 12 de metalurgia convencional. Por fim foram realizadas as análises das superfícies de fratura de ambas as condições de processamento. Os resultados das amostras obtidas por manufatura aditiva apresentaram alguns defeitos típicos do processamento de FSL e alguns aspectos diferentes das de metalurgia convencional como o perfil dos grãos e quantidade de maclas. O resultado de microdureza foi maior para a condição de MA mesmo sobre tratamento térmico similar ao de via convencional. Apesar do maior limite de resistência à tração obtida pelo produto da MA em relação ao de metalurgia convencional, o comportamento em fadiga foi inferior para a MA. A curva S-N demonstrou grande inferioridade de resistência na evolução da resistência para médias tensões. A análise das superfícies de fratura de cada condição de processamento apresentou diferenças nas regiões de início, propagação e ruptura, que podem ser correlacionados com os principais fatores para a diminuição da resistência a fadiga de produtos da MA. Os resultados obtidos auxiliaram na conclusão da relação direta entre a diminuição da resistência em fadiga e a quantidade de defeitos estruturais gerados pelo processamento de FSL. | |
| dc.description.sponsorship | CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível | |
| dc.description.sponsorship | IPM - Instituto Presbiteriano Mackenzie | |
| dc.identifier.uri | https://dspace.mackenzie.br/handle/10899/40282 | |
| dc.language.iso | pt_BR | |
| dc.language.iso | en | |
| dc.publisher | Universidade Presbiteriana Mackenzie | |
| dc.subject | inconel 718 | |
| dc.subject | manufatura aditiva | |
| dc.subject | fadiga | |
| dc.subject | duplo envelhecimento | |
| dc.subject | fusão seletiva a laser | |
| dc.subject | superliga de níquel | |
| dc.title | Estudo do comportamento em fadiga da liga inconel 718 obtida por fusão seletiva a laser solubilizada e duplo envelhecida | |
| dc.type | Dissertação | |
| local.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/2893737202813850 | |
| local.contributor.advisorOrcid | https://orcid.org/0000-0003-1503-1582 | |
| local.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/6583741726776410 | |
| local.contributor.board1 | Helleno, André Luís | |
| local.contributor.board1Lattes | http://lattes.cnpq.br/7064793849391367 | |
| local.contributor.board1Orcid | https://orcid.org/0000-0001-6054-5895 | |
| local.contributor.board2 | Terada, Maysa | |
| local.contributor.board2Lattes | http://lattes.cnpq.br/9299087606155728 | |
| local.contributor.board3 | Peres, Renato Meneghetti | |
| local.contributor.board3Lattes | http://lattes.cnpq.br/1523766134216214 | |
| local.contributor.board4 | Monteiro, Waldemar Alfredo | |
| local.contributor.board4Lattes | http://lattes.cnpq.br/0247250750660163 | |
| local.contributor.board4Orcid | https://orcid.org/0000-0002-4255-3426 | |
| local.contributor.coadvisor | Massi, Marcos | |
| local.contributor.coadvisorLattes | http://lattes.cnpq.br/1992108703603111 | |
| local.contributor.coadvisorOrcid | https://orcid.org/0000-0002-7117-8039 | |
| local.description.abstracten | Inconel 718 (IN718) is widely used in the manufacturing of high-performance mechanical components, such as parts and structures for aircraft turbines. Additive manufacturing (AM) is a process that enables the construction of complex shapes and has been increasingly developed for metallic materials. This study aims to investigate the fatigue behavior of IN718 obtained through AM and the factors that may influence this performance due to the processing method. For this purpose, test specimens and samples of IN718 were fabricated using Selective Laser Melting (SLM) processing. Additionally, test specimens and samples were produced through conventional metallurgy (forging, rolling, and cutting) for comparison with the standard fatigue behavior of IN718. Subsequently, heat treatments, including solutionizing and double aging, were applied to homogenize and optimize the phases present as a result of both processing methods. The samples obtained through both processes were characterized using optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction, and Vickers microhardness. Before the fatigue tests, tensile tests were also performed to determine the ultimate tensile strength. The uniaxial fatigue tests were conducted using a 100 kN load cell with a loading ratio of R = -1. Different stress levels were applied based on the tensile strength, with 15 AM specimens and 12 conventional metallurgy specimens being analyzed. Finally, surface fracture analyses were carried out for both processing conditions. The results of the samples obtained through additive manufacturing exhibited some typical defects of the SLM process and some differences compared to conventional metallurgy, such as grain structure and the amount of twins. The microhardness results were higher for the AM condition, even after thermal treatment similar to that of conventional methods. Despite the higher ultimate tensile strength obtained by the AM product compared to conventional metallurgy, the fatigue performance was inferior for AM. The S-N curve showed a significant reduction in resistance at medium stress levels. The fracture surface analysis for each processing condition revealed differences in the initiation, propagation, and failure regions, which can be correlated with the main factors contributing to the reduction in fatigue strength of AM products. The results helped to establish a direct relationship between the decrease in fatigue resistance and the number of structural defects generated by the SLM process. | |
| local.keywords | inconel 718 | |
| local.keywords | additive manufacturing | |
| local.keywords | fatigue | |
| local.keywords | double ageing | |
| local.keywords | selective laser melting (SLM) | |
| local.keywords | nickel-based superalloy | |
| local.publisher.country | Brasil | |
| local.publisher.department | Escola de Engenharia Mackenzie (EE) | |
| local.publisher.initials | UPM | |
| local.publisher.program | Engenharia de Materiais e Nanotecnologia | |
| local.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS |