[en] SUPER LONG LIFE IN FATIGUE OF 316L STAINLESS STEEL AFTER LASER PROCESSING

[pt] SUPER LONGA VIDA EM FADIGA DO AÇO INOXIDÁVEL 316L APÓS PROCESSAMENTO A LASER

[pt] FELIPE DE SA MARSIGLIA

[pt] MANUFATURA ADITIVA

[pt] MECANISMOS DE INICIACAO DE TRINCA

[pt] ENSAIO ULTRASSONICO DE FADIGA

[pt] FADIGA DE ALTISSIMO CICLO

[en] ADDITIVE MANUFACTURING

[en] CRACK INITIATION MECHANISMS

[en] ULTRASONIC FATIGUE TEST

[en] VERY HIGH CYCLE FATIGUE

[pt] Este trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento do aço inoxidável 316L, manufaturado pela técnica de Laser Directed Energy Deposition (L-DED), isto é, manufatura aditiva, no SENAI de Inovação em Sistemas de Manufatura e Processamento a Laser, em Santa Catarina e enviado para a PUC-Rio em duas condições diferentes: como fabricado (as built) e após tratamento térmico (as built + H.T.). Em sequência, corpos de prova destas duas condições microestruturais foram usinados e ensaiados sob regime de carregamento cíclico super longo (VHCF), no equipamento ultrassônico disponível no Laboratório de Fadiga de Altíssimo Ciclo da Universidade. Os ensaios foram realizados com frequências de 20 kHz, adotando duas amplitudes distintas de tensão, 201 MPa (𝜎1) e 230 MPa (𝜎2), previamente definidas. Posteriormente, alguns corpos de prova foram selecionados para análise fractográfica de suas superfícies de fratura por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Quanto aos resultados, se considera que a vida-fadiga da condição as built foi superior àquele da condição as built + H.T., uma vez que os corpos de prova dessa condição alcançaram o regime de VHCF, mesmo sem ter atingido um run-out (condição de não falha) em todos os casos. Por sua vez, as análises por MEV indicaram a presença de descontinuidades microestruturais nos corpos de prova associadas com defeitos (poros) de fabricação dos materiais. Se observou que as trincas nuclearam nas superfícies dos corpos de prova, não se registrando formação de fish-eye, característica fractográfica típica de carregamentos no regime de VHCF.

[en] The purpose of this work is to evaluate the behavior of 316L stainless steel, manufactured by Laser Directed Energy Deposition (L-DED) technique, that is, additive manufacturing, at SENAI Innovation in Manufacturing Systems and Laser Processing in Santa Catarina and sent to PUC-Rio in two different conditions: as manufactured (as built) and after heat treatment (as built + H.T.). Then, specimens of these two microstructural conditions were machined and tested under super long cyclic loading (VHCF) in the ultrasonic equipment located at the University’s Very High Cycle Fatigue Laboratory. The tests were performed with frequencies of 20 kHz, using two distinct stress amplitudes, 201 MPa (𝜎1) and 230 MPa (𝜎2), previously defined. Subsequently, some specimens were selected for fractographic analysis of their fracture surfaces by scanning electron microscopy. As for the results, it is considered that the fatigue-life of the as built condition was superior to that of the as built + H.T. condition, since its specimens reached the VHCF regime, even without having reached a run-out in all cases. In turn, the fractographic analysis indicated the presence of microstructural discontinuities in the specimens associated with defects (pores) in the fabrication of the materials. It was observed that the cracks nucleated on the surfaces of the specimens, not registering fish-eye formation, typical fractographic characteristic of loads in the VHCF regime.

MARCOS VENICIUS SOARES PEREIRA

MATHEUS FERNANDES DE ANDRADE

2022-07-13

[pt] TEXTO

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.59938