Influência do ângulo de chanfro na qualidade do reparo da liga AISI 316L com Inconel 625 através de laser cladding

Abstract

O reparo de componentes metálicos de elevado custo permite trazer peças danificadas de volta a operação de uma maneira rápida, efetiva e economicamente atraente. Além disso, este processo pode estender o ciclo de vida dos componentes, através de melhorias nas propriedades superficiais, como resistência a corrosão e desgaste, via reparo ou revestimento. Este trabalho avaliou a morfologia e integridade da deposição de pó metálico da superliga de níquel - Inconel 625, sobre os substratos de aço AISI 316L, para os ângulos de chanfro de 120°, 135° e 150º. Corpos de prova com três diferentes ângulos de chanfro foram fabricados, a fim de caracterizar a distorções provenientes do processo de reparo. Foram realizadas medições por escaneamento a laser, usando o braço de medição a laser da empresa Faro, antes e depois do procedimento de reparo. Para avaliar a microestrutura e morfologia, foram conduzidas análises no microscópio ótico. A composição do material depositado na região de reparo, foi avaliada por meio da análise de Espectroscopia de Energia Dispersiva (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy - EDS), que fica acoplada no Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV). Foram realizadas medições de dureza Vickers no perfil transversal da deposição. Os resultados das medições de distorção mostraram que, a intensidade de distorção na direção transversal é maior longitudinal em todas as condições avaliadas. Na contabilização de descontinuidades do perfil transversal, as regiões apresentaram os valores de (0,09 %, 0,22 %, 0,39%) para os ângulos de chanfro de 150°, 135° e 120° respectivamente. A respeito da microestrutura, a amostra selecionada com chanfro de 150° mostrou uma estrutura preferencialmente dendrítica do tipo equiaxial, com crescimento de algumas estruturas dendríticas colunares. Foi verificado que, maiores ângulos de chanfro são mais apropriados com respeito a morfologia, embora favoreçam níveis de distorção mais elevados, em decorrência da maior quantidade de calor fornecida durante o processo de deposição. Em relação a dureza, foi observado que a baixa concentração de carbono suprimiu o pico característico da zona termicamente afetada.

Repairing high-cost metal components allows damaged parts to be brought back into operation in a fast, effective and economically attractive way. In addition, this process can extend the life cycle of components, through improvements in surface properties, such as corrosion and wear resistance, via repair or coating. This work will evaluate the morphology and integrity of the deposition of metallic powder of the nickel superalloy - Inconel 625, on AISI 316L steel substrates, for the notch angles of 120 °, 135 ° and 150 °. Specimens with three different groove angles were manufactured in order to characterize the deformations arising from the repair process. Measurements were made by laser scanning, using the laser measurement arm of the company Faro, before and after the repair procedure. To assess the microstructure and morphology, analyzes were performed under the optical microscope. To assess the microstructure and morphology, analyzes were performed under the optical microscope. The composition of the material deposited in the repair region was evaluated through the analysis of Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), which is attached to the Scanning Electron Microscope (SEM). Vickers hardness measurements were made in the cross section of the deposition. The results of the deformation measurements showed that the intensity of deformation in the transverse direction is greater longitudinal in all evaluated conditions. In the account of discontinuities of the transversal profile, the regions presented the values of (0.09%, 0.22%, 0.39%) for the groove angles of 150 °, 135 ° and 120 ° respectively. Regarding the microstructure, the sample selected with a chamfer of 150 ° showed a preferentially dendritic structure of the equiaxial type, with the growth of some columnar dendritic structures. It was found that greater chamfer angles are more appropriate with respect to morphology, although they favor higher levels of deformation, due to the greater amount of heat provided during the deposition process. Regarding hardness, it was observed that the low carbon concentration suppressed the characteristic peak of the thermally affected zone.