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Efeitos do gás de proteção e da espessura do substrato na usinabilidade de revestimentos de Inconel® 625 soldados pelo processo MIG/MAG
dc.creator | Macedo, Rodrigo Jorge | |
dc.date.accessioned | 2024-04-24T22:28:44Z | |
dc.date.available | 2024-04-23 | |
dc.date.available | 2024-04-24T22:28:44Z | |
dc.date.issued | 2023-08-28 | |
dc.identifier.citation | MACEDO, Rodrigo J. Efeitos do gás de proteção e da espessura do substrato na usinabilidade de revestimentos de Inconel® 625 soldados pelo processo MIG/MAG. 2023, 167 f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Centro de Desenvolvimento Tecnológico, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2023. | pt_BR |
dc.identifier.uri | http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/12839 | |
dc.description.abstract | Inconel® 625 alloy is considered a nickel-based superalloy, very resistant to corrosion and difficult to machine due to its high degree of hardening and low thermal conductivity. Commercially, the main disadvantage of Inconel® 625 is its high cost and for this reason, research is increasingly advancing in the use of this alloy as a coating on a less noble substrate. In this research, the MIG/MAG (Metal Inert Gas/Metal Active Gas) welding process was used due to its ease of operation, automation and productivity. However, as many applications require machining after the deposition of the coating, a greater knowledge about its machinability is fundamental for the wider use of Inconel®. The interaction between the tool and the workpiece in the machining process of nickel superalloys causes severe plastic deformation in the workpiece, which, together with the low thermal conductivity of the material, generates high temperatures and cutting forces. Thus, the main purpose of this work is to evaluate the machining forces in coatings of Inconel® 625 welded by the MIG/MAG process and the effects that microstructure and dilution cause in the machinability of the weld overlays. For that, it was evaluated how the shielding gas and substrate thickness affect the microstructure, dilution, microhardness, roughness, machining forces and wear on cutting tools. The coatings were evaluated by measuring the cooling rate through thermocouples, dilution through Image J software, analyzing the microstructure through SEM/EDS (Scanning Electron Microscope/Energy Dispersive Spectroscopy) and X-ray diffraction (XRD), tracing microhardness profiles in the machining region, measuring the machining forces via signal acquisition system and LabVIEW® software, analyzing the types and mechanisms of wear found during the milling machining process and also measuring the surface roughness of the samples after machined. The results showed that cooling rates were higher in the plates welded with Ar + 25% He. Dilution was lower in the plates welded with Ar + 25% He. In the microstructure, a γ-Ni matrix with precipitated phases of Mo and Nb was identified. In the samples welded with Ar + 25% He obtained higher average machining forces. When compared in relation to the variation in substrate thickness, it is clear that in sheets welded with Ar + 25% He, the 9.5 mm thick samples had the highest average machining forces in relation to the 25.4 mm thick substrates. mm. The average microhardness and wear of the cutting tools were higher in samples welded with Ar + 25% He. The roughness values were independent of the shielding gas and substrate thickness variables. The addition of CO2 to the shielding gas, although it increases dilution, improves general machining conditions, thus obtaining lower machining forces during milling and consequently less wear on cutting tools, generally optimizing the entire process. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | Sem bolsa | pt_BR |
dc.language | por | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal de Pelotas | pt_BR |
dc.rights | OpenAccess | pt_BR |
dc.subject | Processo MIG/MAG | pt_BR |
dc.subject | Revestimentos de Inconel® 625 | pt_BR |
dc.subject | Usinabilidade | pt_BR |
dc.subject | MIG/MAG process | pt_BR |
dc.subject | Inconel® 625 coatings | pt_BR |
dc.subject | Machinability | pt_BR |
dc.title | Efeitos do gás de proteção e da espessura do substrato na usinabilidade de revestimentos de Inconel® 625 soldados pelo processo MIG/MAG | pt_BR |
dc.title.alternative | Effects of shielding gas and substrate thickness on the machinability of Inconel® 625 weld overlays by the MIG/MAG process | pt_BR |
dc.type | doctoralThesis | pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1 | Souza, Daniel | |
dc.description.resumo | A liga de Inconel® 625 é considerada uma superliga à base de níquel, muito resistente à corrosão e de difícil usinabilidade devido seu alto grau de encruamento e baixa condutividade térmica. Comercialmente a principal desvantagem do Inconel® 625 é o seu alto custo e por este motivo cada vez mais as pesquisas avançam na utilização desta liga como revestimento sobre um substrato menos nobre. Nesta pesquisa foi utilizado o processo de soldagem MIG/MAG (Metal Inert Gás/Metal Active Gás) devido à sua facilidade de operação, automatização e produtividade. Porém, como muitas aplicações requerem usinagem posterior à deposição do revestimento, é fundamental para a utilização do Inconel® de forma mais ampla um maior conhecimento sobre a sua usinabilidade. A interação entre a ferramenta e a peça no processo de usinagem de superligas de níquel causa severa deformação plástica na peça, que aliada à baixa condutividade térmica do material geram elevadas temperaturas e forças de corte. Assim, a proposta principal deste trabalho é avaliar as forças de usinagem em revestimentos de Inconel® 625 soldados pelo processo MIG/MAG e os efeitos que a microestrutura e diluição causam na usinabilidade dos revestimentos. Para tanto, avaliou-se como o gás de proteção e a espessura do substrato afetam a microestrutura, diluição, microdureza, rugosidade, forças de usinagem e desgaste nas ferramentas de corte. Os revestimentos foram avaliados medindo a taxa de resfriamento através de termopares, a diluição através do software Image J, analisando a microestrutura através de MEV/EDS (Microscópio Eletrônico de Varredura / Espectroscopia por energia Dispersiva) e difração de raio X (DRX), traçando os perfis de microdureza na região de usinagem, medindo-se as forças de usinagem via sistema de aquisição de sinais e software LabVIEW®, analisando os tipos e mecanismos de desgastes encontrados durante o processo de usinagem por fresamento e também medindo a rugosidade superficial das amostras após a usinagem. Os resultados mostraram que as taxas de resfriamento foram maiores nas chapas soldadas com Ar + 25% He. Já a diluição foi menor nas chapas soldadas com Ar + 25% He. Na microestrutura foi identificada uma matriz γ-Ni com fases precipitadas de Mo e Nb. As amostras soldadas com Ar + 25% He obtiveram maiores médias de forças de usinagem. Quando comparadas com relação à variação da espessura do substrato percebe-se que nas chapas soldadas com Ar + 25% He, as amostras de 9,5 mm de espessura tiveram as médias das forças de usinagem mais elevadas em relação aos substratos de 25,4 mm. As médias das microdurezas e os desgastes das ferramentas de corte foram maiores nas amostras soldadas com Ar + 25% He. Os valores de rugosidade se mostraram independentes das variáveis gás de proteção e espessura do substrato. A adição de CO2 no gás de proteção, embora aumente a diluição, melhora as condições gerais de usinagem, obtendo assim menores forças de usinagem durante o fresamento e consequentemente menores desgastes nas ferramentas de corte, otimizando de uma forma geral todo o processo. | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFPel | pt_BR |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.rights.license | CC BY-NC-SA | pt_BR |
dc.contributor.advisor1 | Murray, Henara Lillian Costa | |
dc.subject.cnpq1 | ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA | pt_BR |
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