ARCI da Índia desenvolve estrutura bimetálica sem trincas usando manufatura aditiva

De acordo com pt.wedoany.com-Uma equipe de pesquisa do Centro Internacional de Pesquisa Avançada em Metalurgia do Pó e Novos Materiais (ARCI), em Hyderabad, Índia, utilizou a tecnologia de manufatura aditiva por fusão a laser em leito de pó (PBF-LB/M) para produzir uma estrutura bimetálica sem trincas, unindo aço inoxidável a uma superliga à base de níquel.

A equipe depositou diretamente aço inoxidável SS316L sobre um substrato de Inconel 718 (IN718) com superfície retificada, sem o aparecimento de trincas ou poros visíveis na interface. Testes de microdureza revelaram um pico de dureza de aproximadamente 310 HV na interface, e os ensaios de tração resultaram em uma resistência à tração máxima de 550 ± 30 MPa. A fratura ocorreu no lado do aço inoxidável, que possui propriedades mecânicas inferiores, e não na interface de união, indicando uma ligação interfacial robusta.

De acordo com o Departamento de Ciência e Tecnologia (DST) da Índia, esta pesquisa integra a tenacidade e a resistência à corrosão do aço inoxidável com a resistência a altas temperaturas e à fluência das superligas à base de níquel em um único componente, resolvendo um desafio de fabricação de longa data neste campo. Por exemplo, diferentes regiões de um único componente de turbina a gás podem ser expostas a temperaturas próximas a 2000 graus Celsius, enquanto outras partes apresentam temperaturas muito mais baixas. Ao utilizar processos de soldagem convencionais para unir SS316L e IN718, devido à incompatibilidade na composição química, ponto de fusão e coeficiente de expansão térmica dos materiais, a junta é propensa a trincas de solidificação, poros e fases frágeis.

O DST informou que este processo de manufatura aditiva permite aplicar a superliga de alto custo com precisão apenas nas regiões sujeitas às maiores cargas térmicas, reduzindo assim a quantidade total de superliga no componente e diminuindo a dependência de materiais importados. Esta conquista pode ser aplicada em áreas como tubos de caldeiras, trocadores de calor (adequados para usinas nucleares e usinas termelétricas a carvão ultra-supercríticas), outros sistemas de energia, reatores nucleares e equipamentos de processamento de petróleo e gás, cenários que exigem alta resistência à corrosão e resistência a altas temperaturas dos materiais. No setor aeroespacial, componentes bimetálicos podem combinar uma estrutura de suporte de carga em aço com o lado resistente ao calor da liga Inconel, e a tecnologia de manufatura aditiva permite que a superliga atue apenas nos locais do componente expostos a calor extremo. Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Progress in Additive Manufacturing.