Quais Ligas de Alta Temperatura São Mais Comumente Usadas na Impressão 3D SLM?
Superligas à Base de Níquel: Os Cavalos de Batalha Primários
As superligas à base de níquel dominam o SLM (Fusão Seletiva a Laser) para aplicações de alta temperatura devido à sua excelente resistência, resistência ao fluência e soldabilidade. As ligas mais comuns e bem caracterizadas incluem:
Inconel 718: A superliga impressa em 3D mais prevalente. Oferece uma combinação excepcional de alta resistência até ~650°C, boa resistência à fadiga e excelente processabilidade. Sua resposta de endurecimento por envelhecimento relativamente lenta minimiza o risco de trincagem durante a impressão, tornando-a ideal para uma ampla gama de componentes aeroespaciais e de petróleo e gás.
Inconel 625: Valorizada por sua excelente resistência à corrosão e oxidação, em vez de resistência máxima. É facilmente imprimível e usada para componentes estáticos, dutos e trocadores de calor em ambientes agressivos, incluindo aplicações marítimas e de processamento químico.
Haynes 282 & CM247LC: Estas representam ligas mais avançadas, com maior capacidade de temperatura. Embora mais desafiadoras de imprimir devido à sensibilidade a trincas, parâmetros SLM otimizados e pós-processamento as tornam adequadas para pás de turbina e componentes de combustor que operam além dos limites do Inconel 718.
Ligas de Cobalto-Cromo para Desgaste e Biocompatibilidade
As ligas à base de cobalto são outra categoria importante, valorizadas pela excepcional resistência ao desgaste, biocompatibilidade e estabilidade em alta temperatura.
CoCrMo (ASTM F75): Extremamente comum tanto na indústria aeroespacial para peças de desgaste quanto na médica para implantes. Sua alta dureza e resistência à corrosão a tornam um padrão para segmentos de selo de turbina impressos por SLM, estruturas dentárias e implantes ortopédicos.
Haynes 188: Uma liga de cobalto-níquel-cromo-tungstênio que oferece excelente resistência à oxidação e boa resistência até ~1100°C. É usada para revestimentos de combustor aeroespaciais e outros componentes estáticos de alta temperatura.
Ligas de Titânio para Aplicações Específicas de Alta Resistência
Embora sua temperatura máxima de uso (~600°C) seja menor que a das superligas, as ligas de titânio são cruciais para aplicações que exigem alta relação resistência-peso.
Ti-6Al-4V (Grau 5): A liga de titânio mais comum em toda a manufatura aditiva. É extensivamente usada para componentes aeroespaciais leves e de alta resistência, como suportes, carcaças e algumas peças de compressor. Sua imprimibilidade é excelente.
Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo (Ti-6242): Oferece melhor resistência ao fluência e maior capacidade de temperatura que o Ti-6Al-4V, tornando-a adequada para componentes de motor mais exigentes.
Aços Inoxidáveis Especializados e Metais Refratários
Para faixas de temperatura e propriedades específicas, outras ligas são empregadas:
17-4PH & 15-5PH: Aços inoxidáveis endurecíveis por precipitação são comumente impressos para aplicações que exigem alta resistência, boa resistência à corrosão e temperaturas de até ~315°C, como ferramentaria e certas carcaças de motor.
Metais Refratários (ex.: Tântalo, Tungstênio): Usados em ambientes extremos (ex.: >2000°C) para bocais de foguete ou componentes de forno. O processamento SLM desses materiais é altamente especializado devido aos seus pontos de fusão extremamente altos.
Considerações-Chave para a Processabilidade em SLM
O "uso comum" de uma liga no SLM é fortemente influenciado por sua soldabilidade e suscetibilidade à trincagem. Ligas com alto teor de alumínio e titânio (para endurecimento por gama-prime) são frequentemente propensas a trincas de solidificação e de envelhecimento sob deformação durante os rápidos ciclos térmicos da impressão. Portanto, ligas SLM amplamente usadas, como Inconel 718 e 625, são frequentemente variantes "soldáveis". A impressão bem-sucedida de ligas mais avançadas geralmente requer otimização meticulosa de parâmetros, pré-aquecimento da placa de construção e pós-processamento obrigatório de Prensagem Isostática a Quente (HIP) e tratamento térmico para atingir as propriedades necessárias.
