Título

COMPARAÇÃO DA TRANSIÇÃO COLUNAR-EQUIAXIAL PREVISTA ATRAVÉS DE MODELOS ESTOCÁSTICO E DETERMINISTICO

COMPARAÇÃO DA TRANSIÇÃO COLUNAR-EQUIAXIAL PREVISTA ATRAVÉS DE MODELOS ESTOCÁSTICO E DETERMINISTICO

Autoria

Biscuola, Vinicius Bertolazzi; Martorano, Marcelo Aquino

DOI

10.5151/2594-5327-0327

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Resumo

Os resultados de um modelo estocástico implementado com base na técnica do autômato celular foram comparados com os resultados obtidos através de um modelo determinístico apresentado na literatura. O modelo determinístico fornece diretamente a posição da transição colunar-equiaxial (CET), enquanto o modelo estocástico fornece a macrografia completa dos grãos. A CET foi extraída destas macrografias para uma comparação com o modelo determinístico através da definição de uma razão de aspecto dos grãos, o que permitiu identificar a região de transição entre os grãos equiaxiais e colunares. As simulações foram realizadas para a liga Al-7%Si em condições unidirecionais de extração de calor e forneceram curvas de resfriamento muito semelhantes para os dois tipos de modelo. Simulações para diferentes super-resfriamentos críticos para a nucleação dos grãos equiaxiais mostraram que a posição da CET obtida pelos dois modelos também é semelhante. No entanto, quando uma distribuição de super-resfriamentos para a nucleação é utilizada no modelo estocástico, os seus resultados diferem significativamente dos resultados do modelo determinístico.

 

Results from a stochastic model of solidification based on the cellular automaton technique were compared with those from a deterministic model. The deterministic model calculates the position of the columnar-to-equiaxied transition (CET) directly, while the stochastic model gives the whole grain macrostructure image, from which the CET must be extracted. The CET was obtained from these images by the definition of an aspect ratio for the grains, which allowed the identification of columnar and equiaxed regions, as well as the transitional region between them. The simulations were carried out for an Al-7%Si alloy under unidirectional heat extraction and the calculated cooling curves obtained with the two models showed very good agreement. The CET position calculated with the models for different critical nucleation undercoolings of equiaxed grains were also similar. Nevertheless, when a distribution of critical nucleation undercoolings is adopted for the stochastic model, its results differ significantly from those obtained with the deterministic model.

Palavras-chave

Transição colunar-equiaxial; Modelo estocástico; Modelo determinístico; Autômato celular.

Columnar-to-equiaxed transition; Stochastic model; Deterministic model; Cellular automaton.