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Versão original em Inglês
Simulation Of Phase Transformations In Steel Parts Produced By Laser Powder Deposition
Keywords: rapid manufacturing, laser powder deposition, tool steels, phase transformations, hardness, finite element analysis.
Abstract. Multilayer laser powder deposition is being used for the rapid manufacturing of fully dense near net shape components in a wide variety of materials. In this process parts are built by overlapping consecutive layers of a laser melted material. As a result of this overlapping, the material in each layer will undergo successive thermal cycles as new layers are deposited. Despite their short duration, these thermal cycles can activate solid-state transformations that lead to progressive modification of the microstructure and properties of the material. Since the thermal history of the material in the deposited part will differ from point to point, the part will present a complex and heterogeneous microstructure, and properties that differ from point to point. Given that the microstructure and property distribution in steel parts produced by laser powder deposition can only be predicted by modelling, a three-dimensional thermo-kinetic finite element model of laser powder deposition of tool steels was developed. In the present work this model was applied to the study of the influence of substrate size on the microstructure and properties of a six-layer wall of AISI 420 tool steel. The results show that the temperature field depends significantly on the size of the substrate, leading to distinct microstructures and properties in the final part.
Versão traduzida para Português
A Simulação De Transformações Da Fase Nas Peças De aço Produziu Pelo Deposition De Laser Pó
Keywords: manufacturing rápido, deposition do pó do laser, aços de ferramenta, transformações da fase, dureza, análise finita do elemento.
Sumário. O deposition multilayer do pó do laser está sendo usado para o manufacturing rápido de componentes líquidos próximos inteiramente densos da forma em uma variedade larga dos materiais. Neste processo parte são construídos sobrepondo camadas consecutivas de um material derretido laser. Em conseqüência deste sobrepôr, o material em cada camada submeter-se-á a ciclos térmicos sucessivos como as camadas novas são depositadas. Apesar de sua duração curta, estes ciclos térmicos podem ativar as transformações solid-state que conduzem à modificação progressiva do microstructure e das propriedades do material. Desde que o history térmico do material na parte depositada diferirá do ponto ao ponto, a peça apresentará um microstructure complexo e heterogêneo, e as propriedades que diferem do ponto ao ponto. Dado que a distribuição do microstructure e da propriedade nas peças de aço produzidas pelo deposition do pó do laser pode somente ser predita modelando, um modelo finito thermo-cinético tridimensional do elemento do deposition do pó do laser de aços de ferramenta foi desenvolvido. No trabalho atual este modelo foi aplicado ao estudo da influência do tamanho da carcaça no microstructure e nas propriedades de uma parede da seis-camada do aço de ferramenta de AISI 420. Os resultados mostram que o campo da temperatura depende significativamente do tamanho da carcaça, conduzindo aos microstructures e às propriedades distintos na parte final.
Origem da Imagem: http://www.argelas.org/s0_body.htm
Simulation Of Phase Transformations In Steel Parts Produced By Laser Powder Deposition
Keywords: rapid manufacturing, laser powder deposition, tool steels, phase transformations, hardness, finite element analysis.
Abstract. Multilayer laser powder deposition is being used for the rapid manufacturing of fully dense near net shape components in a wide variety of materials. In this process parts are built by overlapping consecutive layers of a laser melted material. As a result of this overlapping, the material in each layer will undergo successive thermal cycles as new layers are deposited. Despite their short duration, these thermal cycles can activate solid-state transformations that lead to progressive modification of the microstructure and properties of the material. Since the thermal history of the material in the deposited part will differ from point to point, the part will present a complex and heterogeneous microstructure, and properties that differ from point to point. Given that the microstructure and property distribution in steel parts produced by laser powder deposition can only be predicted by modelling, a three-dimensional thermo-kinetic finite element model of laser powder deposition of tool steels was developed. In the present work this model was applied to the study of the influence of substrate size on the microstructure and properties of a six-layer wall of AISI 420 tool steel. The results show that the temperature field depends significantly on the size of the substrate, leading to distinct microstructures and properties in the final part.
Versão traduzida para Português
A Simulação De Transformações Da Fase Nas Peças De aço Produziu Pelo Deposition De Laser Pó
Keywords: manufacturing rápido, deposition do pó do laser, aços de ferramenta, transformações da fase, dureza, análise finita do elemento.
Sumário. O deposition multilayer do pó do laser está sendo usado para o manufacturing rápido de componentes líquidos próximos inteiramente densos da forma em uma variedade larga dos materiais. Neste processo parte são construídos sobrepondo camadas consecutivas de um material derretido laser. Em conseqüência deste sobrepôr, o material em cada camada submeter-se-á a ciclos térmicos sucessivos como as camadas novas são depositadas. Apesar de sua duração curta, estes ciclos térmicos podem ativar as transformações solid-state que conduzem à modificação progressiva do microstructure e das propriedades do material. Desde que o history térmico do material na parte depositada diferirá do ponto ao ponto, a peça apresentará um microstructure complexo e heterogêneo, e as propriedades que diferem do ponto ao ponto. Dado que a distribuição do microstructure e da propriedade nas peças de aço produzidas pelo deposition do pó do laser pode somente ser predita modelando, um modelo finito thermo-cinético tridimensional do elemento do deposition do pó do laser de aços de ferramenta foi desenvolvido. No trabalho atual este modelo foi aplicado ao estudo da influência do tamanho da carcaça no microstructure e nas propriedades de uma parede da seis-camada do aço de ferramenta de AISI 420. Os resultados mostram que o campo da temperatura depende significativamente do tamanho da carcaça, conduzindo aos microstructures e às propriedades distintos na parte final.
Origem da Imagem: http://www.argelas.org/s0_body.htm
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