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SIMULAÇÃO 3D DO PROCESSO DE LINGOTAMENTO DE TIRAS DE UMA LIGA Al-Si

SIMULAÇÃO 3D DO PROCESSO DE LINGOTAMENTO DE TIRAS DE UMA LIGA Al-Si

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FERREIRA, ALEXANDRE FURTADO; CASTRO, JOSÉ ADILSON DE; SILVA, ALEXANDRE JOSÉ DA

FERREIRA, ALEXANDRE FURTADO

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CASTRO, JOSÉ ADILSON DE

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SILVA, ALEXANDRE JOSÉ DA

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DOI

10.5151/2594-5300-C01794

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Abstract

A indústria metalúrgica mundial tem enfrentado nas duas últimas décadas grandes desafios para se manter competitiva. No início da década de 80, materiais como cerâmica, plásticos e compósitos começaram a ameaçar a indústria siderúrgica. A partir daí alguns esforços tem sido direcionados para o desenvolvimento dos chamados processos “near net shape casting”, que envolvem, principalmente, o lingotamento contínuo de tiras. O contínuo desenvolvimento destes processos tem sido possível devido à massiva investigação através de experimentos em escala de laboratório associada à utilização de modelos matemáticos cada vez mais elaborados. Neste contexto, este trabalho visa contribuir através de uma nova metodologia para simulação do acoplamento entre o processo de solidificação e os fenômenos relacionados ao transporte de energia, massa e difusão do soluto na liga solidificada. Um novo método para determinação da cinética de solidificação é proposto baseado na entalpia. Resultados do perfil térmico no interior do molde são confrontados com medidas experimentais, apresentando boa concordância entre os valores medidos e preditos pelo modelo matemático. Os resultados do perfil de concentração do soluto próximo à frente de solidificação também apresentou resultados concordantes com aqueles apresentados pela literatura, o que serviu como validação para o modelo proposto.

A indústria metalúrgica mundial tem enfrentado nas duas últimas décadas grandes desafios para se manter competitiva. No início da década de 80, materiais como cerâmica, plásticos e compósitos começaram a ameaçar a indústria siderúrgica. A partir daí alguns esforços tem sido direcionados para o desenvolvimento dos chamados processos “near net shape casting”, que envolvem, principalmente, o lingotamento contínuo de tiras. O contínuo desenvolvimento destes processos tem sido possível devido à massiva investigação através de experimentos em escala de laboratório associada à utilização de modelos matemáticos cada vez mais elaborados. Neste contexto, este trabalho visa contribuir através de uma nova metodologia para simulação do acoplamento entre o processo de solidificação e os fenômenos relacionados ao transporte de energia, massa e difusão do soluto na liga solidificada. Um novo método para determinação da cinética de solidificação é proposto baseado na entalpia. Resultados do perfil térmico no interior do molde são confrontados com medidas experimentais, apresentando boa concordância entre os valores medidos e preditos pelo modelo matemático. Os resultados do perfil de concentração do soluto próximo à frente de solidificação também apresentou resultados concordantes com aqueles apresentados pela literatura, o que serviu como validação para o modelo proposto.

Keywords

lingotamento de tiras, simulação numérica, solidificação, liga Al-Si, near net shape casting

lingotamento de tiras, simulação numérica, solidificação, liga Al-Si, near net shape casting