Estudo da influência do recozimento em peças de arame ER70S-6 obtidas por manufatura aditiva por deposição a arco

Abstract

A manufatura aditiva de metais é uma ferramenta bastante estudada e em constante evolução, devido a vantagens que lhe podem ser atribuídas, como a confecção de geometrias complexas em baixo tempo de produção. Para que tais vantagens possam ser utilizadas da melhor maneira possível, sendo aplicadas em projetos variados que suportam grandes cargas, vibrações e oscilações de temperatura, é necessário o entendimento de como os materiais metálicos impressos se comportam e como sua microestrutura é formada durante e após a deposição. Devido à deposição ser realizada camada por camada na manufatura aditiva por deposição a arco, o fenômeno de anisotropia se mostra presente nas peças metálicas impressas, fazendo com que haja discordâncias nas propriedades mecânicas em amostras retiradas em diferentes direções. Além disso, após a deposição, o arranjo e tamanho dos grãos são heterogêneos em diferentes regiões da camada (como na zona termicamente afetada e no centro da poça de fusão). Logo, torna-se interessante uma reorganização na estrutura do material, buscando maior homogeneidade no tamanho e direcionamento dos grãos. Portanto, o presente estudo visa analisar a influência do tratamento térmico de recozimento em peças impressas por Manufatura Aditiva por Deposição a Arco do arame ER70S-6. Para efeito comparativo, foram realizados os ensaios Sonelastic, microdureza Vickers e de tração em corpos de prova retirados nas direções horizontal e vertical da peça impressa, a fim da verificação da anisotropia presente no material, além de propriedades como coeficiente de amortecimento, frequência natural, microdureza, ductilidade e tensões de engenharia. Foi observado que o recozimento aumentou a ductilidade do material em todos os ensaios, obtendo aumento dos parâmetros 𝜺𝒎𝒕 e 𝜺𝒓𝒖𝒑 em 38 % e 36 % respectivamente, comparado ao caso sem tratamento térmico; contudo, as tensões de engenharia reduziram devido ao alívio de tensões internas do material. Também pôde ser observado que o posicionamento dos CP’s dentro do forno influencia no perfil de oxidação formado, assim como também pode ser influente nos ensaios de tração, uma vez que os CP’s horizontais obtiveram curvas mais heterogêneas entre si. O recozimento também aumentou os coeficientes de elasticidade à flexão e tração em 3,6 % e 19,55 % respectivamente, e a dureza média obtida foi reduzida em aproximadamente 22,7 %, mas corpos de prova verticais obtiveram valores mais homogêneos entre si, do que no caso sem tratamento térmico. Em relação ao fenômeno anisotrópico, os únicos parâmetros que obtiveram melhoria foram nas deformações no escoamento e de ruptura, com redução de 26,84 % e 27,08 %, respectivamente, os outros parâmetros analisados nos ensaios de tração obtiveram aumento no fenômeno anisotrópico.