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Avaliação mecânica e microestrutural de peças fabricadas por manufatura aditiva no aço 18%Ni Maraging 300 com aplicação aeronáutica.

Processo: 17/17697-5
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de novembro de 2018 - 31 de janeiro de 2021
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Aeroespacial
Pesquisador responsável:Julian Arnaldo Avila Diaz
Beneficiário:Julian Arnaldo Avila Diaz
Instituição Sede: Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus Experimental São João da Boa Vista. São João da Boa Vista , SP, Brasil
Pesquisadores associados:André Luiz Jardini Munhoz ; Guilherme Arthur Longhitano ; João Pedro de Sousa Oliveira ; José Augusto de Oliveira ; Miloslav Beres ; Waldek Wladimir Bose Filho
Auxílios(s) vinculado(s):19/00691-0 - Avaliação microestrutural de partes fabricadas por manufatura aditiva para aplicação aeronáutica, AP.R SPRINT
Assunto(s):Aeronáutica  Impressão tridimensional  Tenacidade à fratura  Propriedades mecânicas 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Aeronáutica | comportamento mecânico | evolução microstrutural | Manufatura Aditiva | tenacidade à fratura | 18% Ni Maraging 300 | Caracterização mecânica e microstrutural de materiais

Resumo

A indústria aeronáutica exige que novos processos de fabricação que pretendem ingressar no processo produtivo de aeronaves, possuam um grau de maturidade elevado. A manufatura aditiva (MA) de peças fabricadas em aço pode oferecer diversas soluções nesta indústria (ex., elementos estruturais, partes fundamentais de motores e turbinas), se vislumbrando o redesenho geométrico de peças ou geração de novas visando a redução de peso. No entanto, um melhor entendimento microestrutural de peças metálicas fabricadas por MA e seu efeito nas propriedades mecânicas deve ser atingido. Além disso, a indústria aeronáutica tem como eixo estratégico a busca por materiais ambientalmente sustentáveis. Em termos estruturais o aço 18%Ni Maraging 300 (18Ni300M) destaca entre os aços existentes no mercado, oferecendo alta resistência mecânica (>2000 MPa) com boa tenacidade (80 MPa m0,5). Peças de 18Ni300M produzidas por MA perdem tenacidade e principalmente capacidade de deformação quando comparadas com aços similares fabricados por forjamento. As causas deste comportamento são a heterogeneidade microestrutural e presença de segregações. Por tanto, este trabalho tem como objetivo aumentar a tenacidade a fratura e capacidade de deformação sem perdas na resistência mecânica de corpos de prova padronizados no aço 18Ni300M fabricado por MA. Para atender este objetivo, tratamentos térmicos de solubilização, intercríticos e de envelhecimento serão realizados visando entender a evolução microestrutural em cada uma das etapas. Logo, novas rotas de ciclos térmicos serão propostas. Os ensaios in-situ serão realizados num simulador físico com difração de raios-X com fonte síncrotron. As microestruturas serão estudadas por microscopia e as propriedades mecânicas serão avaliadas através de ensaios de tração e tenacidade à fratura. Por fim, os impactos ambientais da produção destes corpos de prova serão avaliados pela técnica Avaliação do Ciclo de Vida (ACV). (AU)

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Publicações científicas (11)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
CONDE, F. F.; RIBAMAR, G. G.; ESCOBAR, J. D.; JARDINI, A. L.; OLIVEIRA, M. F.; OLIVEIRA, J. P.; AVILA, J. A.. EBSD-data analysis of an additive manufactured maraging 300 steel submitted to different tempering and aging treatments. MATERIALS CHARACTERIZATION, v. 203, p. 9-pg., . (17/17697-5, 20/09079-2, 19/00691-0)
CONDE, FABIO FARIA; ESCOBAR, JULIAN DAVID; RODRIGUEZ, JOHNNATAN; AFONSO, CONRADO RAMOS MOREIRA; OLIVEIRA, MARCELO FALCAO; AVILA, JULIAN ARNALDO. Effect of Combined Tempering and Aging in the Austenite Reversion, Precipitation, and Tensile Properties of an Additively Manufactured Maraging 300 Steel. Journal of Materials Engineering and Performance, v. 30, n. 7, SI, p. 4925-4936, . (17/17697-5, 08/57860-3, 19/00691-0)
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CONDE, F. F.; ESCOBAR, J. D.; OLIVEIRA, J. P.; JARDINI, A. L.; BOSE FILHO, W. W.; AVILA, J. A.. Austenite reversion kinetics and stability during tempering of an additively manufactured maraging 300 steel. ADDITIVE MANUFACTURING, v. 29, . (14/20844-1, 19/00691-0, 17/17697-5)
MELO FEITOSA, ANA LARISSA; ESCOBAR, JULIAN; RIBAMAR, GIOVANI GONCALVES; AVILA, JULIAN ARNALDO; PADILHA, ANGELO FERNANDO. Direct Observation of Austenite Reversion During Aging of 18Ni (350 Grade) Maraging Steel Through In-Situ Synchrotron X-Ray Diffraction. METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE, v. 53, n. 2, . (17/17697-5, 18/21251-5)
CONDE, FABIO FARIA; ESCOBAR, JULIAN DAVID; RODRIGUEZ, JOHNNATAN; AFONSO, CONRADO RAMOS MOREIRA; OLIVEIRA, MARCELO FALCAO; AVILA, JULIAN ARNALDO. Effect of Combined Tempering and Aging in the Austenite Reversion, Precipitation, and Tensile Properties of an Additively Manufactured Maraging 300 Steel. Journal of Materials Engineering and Performance, . (19/00691-0, 17/17697-5, 08/57860-3)
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ESCOBAR, J. D.; DELFINO, P. M.; ARIZA-ECHEVERRI, E. A.; CARVALHO, F. M.; SCHELL, N.; STARK, A.; RODRIGUES, T. A.; OLIVEIRA, J. P.; AVILA, J. A.; GOLDENSTEIN, H.; et al. Response of ferrite, bainite, martensite, and retained austenite to a fire cycle in a fire-resistant steel. MATERIALS CHARACTERIZATION, v. 182, . (18/21251-5, 17/17697-5, 19/00691-0)
SANTOS, PEDRO L. L.; AVILA, JULIAN A.; DA FONSECA, EDUARDO B.; GABRIEL, ANDRE H. G.; JARDINI, ANDRE L.; LOPES, EDER S. N.. Plane-strain fracture toughness of thin additively manufactured maraging steel samples. ADDITIVE MANUFACTURING, v. 49, . (17/17697-5)

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