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Efectos de las características del polvo y la composición química en las propiedades del acero inoxidable 25Cr7Ni fabricado por fusión láser de lecho de polvo y evaluación de la simulación del proceso

Autores: Akilan, Arulselvan Arumugham; Kumar, Swapnil; Shaikh, Mohammad Qasim; Enneti, Ravi K.; Atre, Sundar V.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias de los Materiales

Subcategoría

Materiales estructurales

Palabras clave

Acero inoxidable
Resistencia a la corrosión
Fusión por láser en lecho de polvo
Propiedades mecánicas
Composición química
Polvos atomizados

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 4

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El sistema de aleación de acero inoxidable 25Cr7Ni está ganando un interés creciente en la industria del petróleo y gas debido a su combinación de alta resistencia y propiedades de resistencia a la corrosión. Sin embargo, existen muy pocos estudios sobre los efectos de los atributos del polvo inicial y la composición química en las propiedades de los aceros inoxidables 25Cr7Ni impresos mediante fusión láser de lecho de polvo (L-PBF) en la literatura. Este estudio examinó la influencia de los atributos del polvo y la composición química en las muestras de polvos de acero inoxidable 25Cr7Ni atomizados por gas y atomizados por agua, fabricados a través de L-PBF, en su microestructura y propiedades impresas. Las propiedades mecánicas que se examinaron incluyeron la resistencia a la tracción máxima (UTS), la elongación (%) y la dureza. También se estudió el comportamiento a la corrosión utilizando voltametría de barrido lineal en una solución de NaCl al 3.5 % en peso. Las fases evolucionadas se caracterizaron mediante microscopía óptica y electrónica de barrido, así como a través de difracción de rayos X. Los polvos atomizados por gas, con su morfología esférica y uniforme, produjeron piezas impresas con mayores densidades relativas en comparación con los polvos atomizados por agua, con morfología irregular debido a una mejor compactación del lecho de polvo. La mayor densificación obtenida en las muestras L-PBF de polvos atomizados por gas se tradujo en la mayor UTS, dureza y resistencia de rendimiento entre las muestras L-PBF de polvos atomizados por agua y acero inoxidable 25Cr7Ni tratado térmicamente. La presencia de mayores cantidades de N y Mn en la composición química de los polvos atomizados por gas en comparación con los polvos atomizados por agua promovió la presencia de austenita retenida en las correspondientes muestras L-PBF. Mayores cantidades de Mo, combinadas con el contenido de austenita, resultaron en una mayor resistencia a la corrosión en las muestras L-PBF de polvo atomizado por gas que en las muestras L-PBF de los polvos atomizados por agua. La última parte del trabajo se centra en la evaluación de los parámetros de simulación para analizar el procedimiento de fabricación del proceso L-PBF utilizando el software Simufact. Para un conjunto dado de parámetros de proceso, Simufact proporciona la distorsión y las tensiones internas desarrolladas en las piezas impresas como salida. El presente estudio buscó evaluar la simulación del proceso comparando las observaciones experimentales en términos de la distorsión de la pieza lograda en un cubo de acero inoxidable fabricado a través de L-PBF con la simulación del proceso de Simufact obtenida utilizando el mismo conjunto de parámetros de proceso.

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