Por que um forno de tratamento térmico de alta precisão é necessário para aço maraging? Garanta o desempenho máximo da peça SLM

A regulação térmica precisa é o único pré-requisito para estabilizar a microestrutura volátil do aço maraging impresso em 3D. Para transformar uma peça impressa em um componente utilizável, você deve usar um forno de alta precisão capaz de manter temperaturas exatas — especificamente 840°C para tratamento de solução e 520°C para envelhecimento. Sem esse controle rigoroso, você não consegue neutralizar efetivamente as tensões internas causadas pelo processo de Fusão Seletiva a Laser (SLM) ou desencadear as reações químicas específicas necessárias para endurecer o material.

O processo de Fusão Seletiva a Laser deixa o aço maraging com severas tensões internas e segregação química. Um forno de alta precisão é inegociável porque garante a precipitação uniforme de compostos nanométricos; sem ele, o material não consegue atingir sua dureza pretendida ou confiabilidade mecânica.

Correção do Processo de Manufatura Aditiva

O processo SLM envolve aquecimento e resfriamento rápidos, que criam uma estrutura interna caótica. Um forno de alta precisão é a principal ferramenta usada para "reiniciar" o material.

Eliminação de Tensões Internas

O resfriamento rápido inerente à fusão a laser trava imensas tensões internas na peça.

Se essas tensões não forem aliviadas uniformemente, a peça pode empenar ou falhar prematuramente.

Um tratamento de solução preciso, tipicamente mantido a 840°C, permite que o material relaxe. Isso elimina o perfil de tensão residual criado durante a fabricação.

Resolução da Segregação Química

Durante a impressão, os elementos químicos frequentemente se distribuem de forma desigual, um fenômeno conhecido como segregação.

O aquecimento de alta precisão homogeneíza a liga. Ele garante que os elementos sejam distribuídos uniformemente por toda a matriz martensítica, preparando o aço para a fase final de endurecimento.

Atingindo Propriedades Mecânicas de Pico

Uma vez que a estrutura é homogeneizada, o material deve ser fortalecido. Isso é feito através do envelhecimento, onde a precisão da temperatura é ainda mais crítica.

Promoção da Precipitação Uniforme

A característica definidora do aço maraging é sua dependência de compostos intermetálicos para resistência.

Durante o tratamento de envelhecimento (tipicamente a 520°C), compostos como Ni3(Mo, Ti) precipitam da matriz.

Esses precipitados devem ser nanométricos (extremamente pequenos) e uniformemente distribuídos para bloquear efetivamente o movimento de discordâncias.

Aumento da Dureza e Resistência

A precisão do forno dita diretamente a qualidade desses precipitados.

Se a temperatura for mantida com precisão, a precipitação endurece significativamente a matriz martensítica.

Este processo maximiza a resistência mecânica geral e a dureza do componente, tornando-o adequado para aplicações de alto desempenho.

Erros Comuns a Evitar

Entender o que acontece quando a precisão é insuficiente é tão importante quanto saber por que ela é necessária.

O Perigo da Flutuação de Temperatura

Se a temperatura do forno flutuar, o processo de precipitação torna-se inconsistente.

Isso pode levar a "envelhecimento excessivo" (onde os precipitados crescem demais e perdem eficácia) ou "envelhecimento insuficiente" (onde os precipitados não se formam suficientemente).

Desempenho Mecânico Inconsistente

A falta de precisão resulta em peças com resistência variável em sua geometria.

Em aplicações críticas, essa inconsistência compromete a integridade estrutural do produto final, tornando inúteis as vantagens do uso de aço maraging.

Fazendo a Escolha Certa para Seu Objetivo

Para garantir que seus componentes SLM atendam às suas especificações, aplique os seguintes princípios com base em seus objetivos específicos:

• Se seu foco principal é Estabilidade Geométrica: Priorize a precisão do tratamento de solução (840°C) para garantir que todas as tensões internas do processo de impressão sejam liberadas de forma completa e uniforme.
• Se seu foco principal é Dureza Máxima: Concentre-se na estabilidade do tratamento de envelhecimento (520°C) para garantir a distribuição uniforme de precipitados nanométricos de Ni3(Mo, Ti).

A precisão no tratamento térmico não é apenas uma etapa de acabamento; é o fator decisivo que transforma uma forma impressa em um material de engenharia de alto desempenho.

Tabela Resumo:

Tipo de Tratamento	Temperatura Alvo	Objetivo Principal	Mudança Microestrutural Chave
Tratamento de Solução	840°C	Alívio de Tensão e Homogeneização	Neutraliza tensões internas de SLM e segregação química.
Tratamento de Envelhecimento	520°C	Enrijecimento por Precipitação	Desencadeia a formação uniforme de compostos nanométricos de Ni3(Mo, Ti).
Controle de Precisão	$\pm$ Pequena Variação	Confiabilidade Mecânica	Previne envelhecimento excessivo e garante dureza consistente em toda a geometria.

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Referências

1. Matjaž Godec, Danijela A. Skobir Balantič. Use of plasma nitriding to improve the wear and corrosion resistance of 18Ni-300 maraging steel manufactured by selective laser melting. DOI: 10.1038/s41598-021-82572-y

Este artigo também se baseia em informações técnicas de Kintek Solution Base de Conhecimento .