Otimizando o Desempenho Mecânico do Inconel 718 Fabricado por LPBF para Aplicações em Turbo-motores através de Tratamento Térmico Personalizado e Estratégias de Parâmetros de Processo

Resumo A fabricação aditiva (AM) com tecnologias baseadas em laser, como a fusão a laser em leito de pó (LPBF), oferece a possibilidade de produzir componentes estruturalmente complexos de forma rápida e econômica, mantendo uma alta qualidade. No entanto, para aplicações aeroespaciais exigentes, como componentes de turbinas a gás, garantir um desempenho material ideal requer uma compreensão aprofundada da relação entre o processo de fabricação, os tratamentos termomecânicos, a microestrutura e as propriedades mecânicas resultantes. Este estudo se concentra na LPBF do Inconel 718 (IN718), uma superliga à base de níquel amplamente utilizada em aplicações aeroespaciais devido às suas boas propriedades em alta temperatura. Embora o IN718 tenha um limite máximo de temperatura inferior para aplicações (~ 650 °C) em comparação com ligas mais novas desenvolvidas recentemente para uso em AM, é uma escolha já bem compreendida, validada e fácil de processar, com um potencial que ainda não foi totalmente explorado. Diferentes estratégias de tratamento térmico, incluindo solução, envelhecimento duplo e prensagem isostática a quente, foram aplicadas ao IN718 fabricado por LPBF para avaliar seu impacto na composição de fases, microestrutura e desempenho mecânico. A análise de difração de alta energia de síncrotron foi usada para analisar a evolução de fases, e as propriedades mecânicas foram testadas com foco em fadiga em espécimes fabricados em orientações de construção de 0°; 45° e 90°; em relação ao eixo de carga nos testes mecânicos. Os resultados revelam uma forte correlação entre os parâmetros do processo, métodos de pós-processamento, microestrutura e textura, composição de fases e resistência à fadiga. Os resultados fornecem insights valiosos para a definição de cadeias de processo personalizadas visando um desempenho material melhorado em aplicações aeroespaciais específicas.