Influência da orientação de prototipagem no comportamento mecânico da liga Ti-6Al-4V produzida por sinterização direta de metal por laser (DMLS)
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Data
2015-08-26
Autores
Britto, Carlos Eduardo Silva [UNESP]
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
This work has as objective to realize analysis of the mechanical and microstructural properties of Ti-6Al-4V alloy components produced by the Direct Metal Laser Sintering (DMLS) process that is based on the deposition of a metal powder layers and posteriorly fused by a high power laser beam. Therefore, components were produced in three different orientations (A, B and C) in order to verify the influence of the layers deposition on the mechanical properties and fracture micromechanisms, through the tensile tests, fatigue and tenacity of fracture and scanning electron microscopy (SEM). The samples were also subjected to a heat treatment to relieve residual stresses resulting from the manufacturing process and after analyzed through a optical microscopy and X-ray diffraction, to ascertain if there were changes in the microstructure or phase decomposition in relation to a sample without a heat treatment and at as manufactured condition. The construction orientation B and C have had better values in all mechanical tests when compared to the orientation A, revealing that had a loss of mechanical strength, except in the microhardness test, where the average values did not have large variations in the orientation of manufacturing. The sample as manufactured presented higher hardness values when compared to samples with treatment to relieve the residual stress, and this fact occurred due the precipitation of the B phase and the growth of the a phase in the material, which initially had a structure consisting of martensite hexagonal (a')
Este trabalho tem por objetivo realizar uma análise das propriedades mecânicas e microestruturais de componentes da liga Ti-6Al-4V produzidos pelo processo de Sinterização Direta de Metal por Laser (DMLS) que se baseia na deposição de camadas de um pó metálico que posteriormente são fundidas através de um feixe de laser de alta potência. Sendo assim, foram produzidos componentes em três orientações diferentes (A, B e C) com o propósito de verificar a influência das camadas sobre as propriedades mecânicas e nos micromecanismos de fratura, através dos ensaios de tração, fadiga e tenacidade à fratura e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As amostras também foram submetidas a um tratamento térmico para alívio de tensões residuais provenientes do processo de fabricação e posteriormente analisadas através de microscopia óptica e difração de raios-X, para averiguar se houve mudanças em sua microestrutura ou decomposição de fase em relação a uma amostra sem tratamento térmico na condição como produzida. As orientações de construção B e C apresentaram melhores valores em todos os ensaios mecânicos quando comparados à orientação A, evidenciando assim que houve perda de resistência mecânica, exceto no ensaio de microdureza, onde os valores médios não tiveram grandes variações com a orientação de manufatura. A amostra como produzida apresentou maiores valores de dureza quando comparada às amostras com tratamento de alívio de tensões residuais, fato este que ocorreu devido à precipitação da fase B e crescimento da fase a no material, que inicialmente apresentava uma estrutura composta por martensita hexagonal (a')
Este trabalho tem por objetivo realizar uma análise das propriedades mecânicas e microestruturais de componentes da liga Ti-6Al-4V produzidos pelo processo de Sinterização Direta de Metal por Laser (DMLS) que se baseia na deposição de camadas de um pó metálico que posteriormente são fundidas através de um feixe de laser de alta potência. Sendo assim, foram produzidos componentes em três orientações diferentes (A, B e C) com o propósito de verificar a influência das camadas sobre as propriedades mecânicas e nos micromecanismos de fratura, através dos ensaios de tração, fadiga e tenacidade à fratura e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As amostras também foram submetidas a um tratamento térmico para alívio de tensões residuais provenientes do processo de fabricação e posteriormente analisadas através de microscopia óptica e difração de raios-X, para averiguar se houve mudanças em sua microestrutura ou decomposição de fase em relação a uma amostra sem tratamento térmico na condição como produzida. As orientações de construção B e C apresentaram melhores valores em todos os ensaios mecânicos quando comparados à orientação A, evidenciando assim que houve perda de resistência mecânica, exceto no ensaio de microdureza, onde os valores médios não tiveram grandes variações com a orientação de manufatura. A amostra como produzida apresentou maiores valores de dureza quando comparada às amostras com tratamento de alívio de tensões residuais, fato este que ocorreu devido à precipitação da fase B e crescimento da fase a no material, que inicialmente apresentava uma estrutura composta por martensita hexagonal (a')
Descrição
Palavras-chave
Materiais biomédicos, Microestrutura, Sinterização, Biomedical materials
Como citar
BRITTO, Carlos Eduardo Silva. Influência da orientação de prototipagem no comportamento mecânico da liga Ti-6Al-4V produzida por sinterização direta de metal por laser (DMLS). 2015. 89 f. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Faculdade de Engenharia, 2015.