Propagação de fendas de fadiga em aços sinterizados a laser

Abstract

Resumo Devido ao avanço tecnológico, aumentou a necessidade do fabrico de peças de geometria complexa e de prototipagem rápida. Os processos de fabrico convencionais são relativamente limitados em termos de geometria da peça, o que originou o desenvolvimento de processos por adição. Os processos de manufatura por adição (AM) permitem uma liberdade total quanto á geometria do componente, e uma rápida prototipagem uma vez que são utilizados desenhos em CAD, diretamente transferidos para a máquina em questão. O objetivo deste trabalho é avaliar o comportamento mecânico á propagação por fadiga de elementos sinterizados a laser, de aço 18Ni300, mais precisamente obtenção das curvas de propagação de fenda, obtenção das constantes para aplicação da lei de Paris, determinação do limiar de fadiga, avaliação do efeito de sobrecarga e medição do fecho de fenda, para R=0, R=0,3 e R=0,6 em provetes fabricados com velocidade de laser de 200 mm/s e para R=0 para 400 mm/s. O presente estudo permitiu concluir que a razão de tensões não afeta substancialmente a velocidade de propagação. Pelo método usado para medição de fecho de fenda não foi possível detetar fecho em qualquer ensaio. A sobrecarga não provoca um efeito muito significativo no material, no entanto o efeito transitório é mais pronunciado para níveis de sobrecarga superiores. Concluiu-se também que a fenda tende a propagar-se entre camadas de sinterização.

Abstract Due to the technological advance, the need for complex geometry components and rapid prototyping have increased. The conventional manufacturing methods are relatively limited in terms of geometry, which lead to the development of additive processes. Additive manufacturing (AM) processes allow total geometric freedom as well as rapid prototyping, since CAD files are directly transferred to the machinery. The objective of this essay is to evaluate the fatigue behavior of laser sintered components, made from 18Ni300 steel alloy, more precisely the fatigue crack growth rate, Paris law application, fatigue threshold, overload influence and crack closure for the load ratios of R=0, R=0.3 and R=0.6, with specimens manufactured by laser sintering using a laser speed of 200 and R=0 for laser speed of 400 mm/s. This research revealed that the load ratio have little effect on the crack growth rate, with the measurement method used there was no crack closure in any experiment, the influence of overload cycles was not very significant, however the transient behavior was more noticeable with higher overload ratios, it was also noticed that the fatigue crack has the propensity to grow through the interface between sintering layers.