Título

MODELAGEM MATEMÁTICA DA TRANSIÇÃO COLUNAR-EQUIAXIAL EM LIGAS BINÁRIAS

MODELAGEM MATEMÁTICA DA TRANSIÇÃO COLUNAR-EQUIAXIAL EM LIGAS BINÁRIAS

Autoria

MARTORANO, MARCELO AQUINO

MARTORANO, MARCELO AQUINO

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DOI

10.5151/2594-5327-4129

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Resumo

Os mecanismos responsáveis pela transição colunar-equiaxial (CET) observada na estrutura bruta de solidificação de ligas binárias são bem conhecidos, porém os modelos matemáticos deste fenômeno ainda desprezam diversos efeitos importantes. O presente trabalho utiliza um dos modelos determinísticos mais modernos para a previsão da CET. Neste modelo, as interações entre os grãos equiaxiais e colunares são consideradas, permitindo a previsão da CET sem a necessidade de se utilizar algum tipo de critério para definir o bloqueio da frente colunar pelos grãos equiaxiais. O modelo foi empregado para prever a CET durante a solidificação das ligas Al-3%Cu e Cu-8%Sn submetidas a três condições experimentais distintas. As curvas de resfriamento calculadas pelo modelo apresentaram excelente aderência a curvas experimentais disponíveis na literatura, reproduzindo inclusive o efeito de recalescência. A posição da CET calculada pelo modelo foi ajustada à posição medida alterando-se o super-resfriamento para a nucleação dos grãos equiaxiais. No caso da liga Al-3%Cu, este super-resfriamento está na faixa dos valores observados experimentalmente para ligas de Al.

Os mecanismos responsáveis pela transição colunar-equiaxial (CET) observada na estrutura bruta de solidificação de ligas binárias são bem conhecidos, porém os modelos matemáticos deste fenômeno ainda desprezam diversos efeitos importantes. O presente trabalho utiliza um dos modelos determinísticos mais modernos para a previsão da CET. Neste modelo, as interações entre os grãos equiaxiais e colunares são consideradas, permitindo a previsão da CET sem a necessidade de se utilizar algum tipo de critério para definir o bloqueio da frente colunar pelos grãos equiaxiais. O modelo foi empregado para prever a CET durante a solidificação das ligas Al-3%Cu e Cu-8%Sn submetidas a três condições experimentais distintas. As curvas de resfriamento calculadas pelo modelo apresentaram excelente aderência a curvas experimentais disponíveis na literatura, reproduzindo inclusive o efeito de recalescência. A posição da CET calculada pelo modelo foi ajustada à posição medida alterando-se o super-resfriamento para a nucleação dos grãos equiaxiais. No caso da liga Al-3%Cu, este super-resfriamento está na faixa dos valores observados experimentalmente para ligas de Al.

Palavras-chave

transição colunar-equiaxial, CET, modelo multifásico.

transição colunar-equiaxial, CET, modelo multifásico.