Aspectos microestruturais da liga Al64Cu28Fe8 depositada por laser cladding em substrato de aço AISI 304

Abstract

A liga Al64Cu28Fe8 possui a fase icoasédrica quasicristalina (IQC) que lhe confere algumas características típicas de materiais cerâmicos como boa resistência à corrosão e oxidação, baixo coeficiente de fricção, elevada dureza e boa resistência ao desgaste. Essas propriedades contribuem para a aplicação das ligas Al-Cu-Fe em revestimentos de ferramentas, tubulações e superfícies sujeitas ao desgaste. O objetivo deste trabalho foi estudar como os parâmetros do laser cladding influenciam o comportamento microestrutural da liga Al64Cu28Fe8 quando depositada sobre um substrato de aço inoxidável AISI 304. Laser cladding é um processo de revestimento por fusão onde um feixe de laser é utilizado para fundir o pó metálico ou cerâmico sobre um substrato. Parâmetros como a potência, espessura do feixe, velocidade de varredura do laser junto com a composição e a quantidade de pó disponibilizado durante o processo, determinam a microestrutura, espessura e profundidade do depósito. A avaliação da microestrutura e a morfologia dos depósitos foram realizas por microscopia eletrônica de varredura, microanálise e difração de raios X. Os resultados indicam que o processo de laser cladding é adequado para a deposição da liga Al64Cu28Fe8 em substratos de AISI 304. Para os parâmetros do processo de laser cladding utilizado neste experimento, a formação de depósitos com uma zona de diluição simétrica e centralizada em revestimentos com a fase IQC foram obtidas com energia de entrada linear entre 2.0 – 2.4 W.min/mm.

The Al64Cu28Fe8 alloy has an icosahedral quasicrystalline (IQC) phase that gives some typical characteristics of ceramic materials such as good resistance to corrosion and oxidation, low friction coefficient, high hardness and good wear resistance. These attributes contribute to the application of Al-Cu-Fe alloys in tool coatings, pipes and wear surfaces. The objective of this work was to study how the parameters of laser cladding influence the microstructural behavior of the Al64Cu28Fe8 alloy when deposited on a substrate of stainless steel AISI 304. Laser cladding is a melt coating process where a laser beam is used to melt metallic or ceramic powder onto a substrate. Parameters such as power, beam thickness, laser scanning speed, along with the composition and the amount of powder available during the process, determine the microstructure, thickness and depth of the deposit. The microstructure evaluation and deposit morphology were performed by scanning electron microscopy, microanalysis and X-ray diffraction. The results indicate that the laser cladding process is suitable for the deposition of the Al64Cu28Fe8 alloy on AISI 304 substrates. From the laser cladding process used in this experiment, the formation of deposits with a symmetric dilution zone and centralized in coatings with the IQC phase were obtained with linear input energy between 2.0 – 2.4 W.min/mm.