Selective Laser Melting & stainless steel powders with variable carbon contents

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaA elevada concorrência e competitividade na indústria atual, associadas à elevada exigência e aos requisitos de qualidade impostos pelo consumidor têm levado ao estudo e desenvolvimento dos processos de fabrico de modo a assegurar a sustentabilidade das empresas. O processo de Fusão Seletiva por Laser (SLM) é um processo de fabrico aditivo que, quando estudado e devidamente otimizado é uma alternativa bastante viável aos processos de fabrico convencionais, permitindo a criação de geometrias com complexidade praticamente ilimitada impraticáveis com recurso a processos convencionais. Porém, o SLM é um processo onde coexistem diversos ciclos de aquecimento e arrefecimento e diversas reações químicas o que terá influência direta nas propriedades mecânicas dos componentes obtidos, induzindo propriedades anisotrópicas. A presente dissertação visa estudar a influência do teor em carbono em aços inoxidáveis com teores de carbono variáveis. De forma a tornar possível a sua comparação, todos os corpos de prova foram processados segundo os mesmos parâmetros, com a mesma disposição na plataforma de construção, e na mesma atmosfera de gás inerte, árgon. A rugosidade superficial é uma das maiores desvantagens do processo, podendo ser um fator impeditivo para diversas aplicações, sendo necessário o recurso a processos de acabamento. Em determinados aços inoxidáveis verifica-se perda de carbono (elemento estabilizador da austenite) promovendo uma transformação austenite-martensite, induzindo transformação de fase no processo. Os aços inoxidáveis em estudo são: 316L, 17-4PH, 420 e 440C.The high rivalry and competitiveness in today’s industry, coupled with high demands and quality requirements imposed by the consumer, have led to the study and development of manufacturing processes to ensure the sustainability of companies. The Selective Laser Melting (SLM) process is an additive manufacturing process that, when studied and properly optimized, is a very viable alternative to conventional manufacturing processes, allowing the creation of geometries with practically unlimited complexity that are impractical through conventional processes. However, SLM is a process where several heating and cooling cycles and several chemical reactions coexist, which will have a direct influence on the mechanical properties of the obtained components, inducing anisotropic properties. The present dissertation aims to study the influence of carbon content on stainless steel with variable carbon contents. To make it possible to compare, all the specimens were processed according to the same parameters, with the same arrangement in the construction platform, and in the same atmosphere of inert gas, argon. The surface roughness is one of the biggest disadvantages of the process, since it can prevent several applications, making it necessary to apply finishing processes. For some stainless steels, the loss of carbon (austenite stabilizing element) is observed, promoting an austenite-martensite transformation, inducing phase transformation in the process. The stainless steels under study are: 316L, 17-4PH, 420 e 440C