Title

MODELAGEM MATEMÁTICA DA EVOLUÇÃO TÉRMICA E MACROESTRUTURAL DURANTE A SOLIDIFICAÇÃO DE LIGAS BINÁRIAS

MODELAGEM MATEMÁTICA DA EVOLUÇÃO TÉRMICA E MACROESTRUTURAL DURANTE A SOLIDIFICAÇÃO DE LIGAS BINÁRIAS

Authorship

JÚNIOR, JOSÉ ANTONIO SILVESTRE CURTI; MARTORANO, MARCELO DE AQUINO; CAPOCCHI, JOSÉ DEODORO TRANI

JÚNIOR, JOSÉ ANTONIO SILVESTRE CURTI

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MARTORANO, MARCELO DE AQUINO

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CAPOCCHI, JOSÉ DEODORO TRANI

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DOI

10.5151/2594-5327-C00561

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Abstract

Desenvolveu-se um modelo matemático que simula a formação e a evolução da macroestrutura bruta de fundição num sistema cilíndrico que se solidifica unidirecionalmente. O modelo é baseado no acoplamento entre uma rotina térmica macroscópica de cálculo de temperaturas e uma rotina microscópica, que além de simular a evolução macroestrutural, fornece ao modelo térmico a forma pela qual o calor latente vai sendo liberado ao longo do tempo. O modelo macroscópico implementado utilizou o método de diferenças finitas explícito, já o modelo microscópico desenvolvido foi baseado em técnicas probabilísticas de Monte Carlo para simular a evolução macroestrutural. Não só as curvas de resfriamento de determinadas regiões do metal, mas também as macroestruturas obtidas em dois ensaios foram simuladas, obtendo-se aderência satisfatória entre as simulações e os resultados experimentais. O modelo proposto possibilitou também a previsão da ocorrência da transição entre as zonas colunar e equiaxial presente nas macroestruturas obtidas experimentalmente.

Desenvolveu-se um modelo matemático que simula a formação e a evolução da macroestrutura bruta de fundição num sistema cilíndrico que se solidifica unidirecionalmente. O modelo é baseado no acoplamento entre uma rotina térmica macroscópica de cálculo de temperaturas e uma rotina microscópica, que além de simular a evolução macroestrutural, fornece ao modelo térmico a forma pela qual o calor latente vai sendo liberado ao longo do tempo. O modelo macroscópico implementado utilizou o método de diferenças finitas explícito, já o modelo microscópico desenvolvido foi baseado em técnicas probabilísticas de Monte Carlo para simular a evolução macroestrutural. Não só as curvas de resfriamento de determinadas regiões do metal, mas também as macroestruturas obtidas em dois ensaios foram simuladas, obtendo-se aderência satisfatória entre as simulações e os resultados experimentais. O modelo proposto possibilitou também a previsão da ocorrência da transição entre as zonas colunar e equiaxial presente nas macroestruturas obtidas experimentalmente.

Keywords

solidificação, macroestrutura bruta de solidificação, modelo matemático

solidificação, macroestrutura bruta de solidificação, modelo matemático