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Influência dos elementos de liga no intervalo de solidificação do aço inoxidável martensítico CA6NM.; Alloying elements influence on the CA6NM martensitic stainless steel solidification interval.

Scuracchio, Bruno Geoffroy
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 04/03/2009 Português
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37.464219%
Foi investigada a influência de elementos de liga como o Cromo, o Níquel, o Carbono e o Nitrogênio no intervalo de solidificação de um aço inoxidável martensítico fundido do tipo CA6NM. Este tipo de aço, utilizado na fundição de peças de grande porte, é bastante utilizado pela sua ótima resistência ao impacto, e boas propriedades contra corrosão em meio aquoso. Além disso, este aço possui ótima fundibilidade, tendo como principal característica seu reduzido intervalo de solidificação, o que torna diminutos os defeitos relacionados a este fenômeno. Resultados obtidos por cálculos termodinâmicos utilizando-se o Thermo-calc sugeriram forte dependência deste parâmetro em relação ao teor de Carbono (0,018%C a 0,044%C), com o intervalo de solidificação variando de 25°C a 43°C no intervalo de composições definidos pela norma como aceitáveis para a liga. Os outros elementos de liga analisados, segundo os cálculos termodinâmicos, não demonstraram influência significativa dentro das faixas toleradas pela norma. Foram fundidas 13 amostras com as composições químicas simuladas no Thermo-calc, e seus intervalos de solidificação foram investigados por análise térmica diferencial (DTA) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). Contrariando os resultados do Thermo-calc...

Modelo matemático multigrãos e multifásico para a previsão da solidificação equiaxial.; Multigrain and multiphase mathematical model for prediction of the equiaxed solidification.

Aguiar, Davi Teves de
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 21/03/2011 Português
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37.428506%
As propriedades das peças produzidas por fundição dependem principalmente da macroestrutura final de grãos. A modelagem matemática da solidificação de ligas metálicas com o objetivo de prever a macroestrutura de grãos sofreu avanços muito importantes nas últimas décadas, porém os modelos matemáticos chamados de determinísticos até hoje não são capazes de modelar o crescimento individual dos grãos durante todos os estágios da solidificação. O objetivo do presente trabalho é desenvolver um modelo matemático multifásico e multigrãos capaz de simular a solidificação equiaxial de ligas binárias. As equações deste modelo foram construídas com base nas equações macroscópicas de conservação de massa, energia e espécies químicas. A característica que distingue o modelo implementado neste trabalho de outros modelos publicados na literatura é a consideração individual de grãos de diferentes tamanhos e a consideração do crescimento dendrítico ou globulítico. As equações macroscópicas de conservação de massa, energia e espécies químicas são resolvidas separadamente para cada classe de tamanhos de grão. Os resultados obtidos pelo presente modelo foram comparados com um modelo que considera os grãos individualmente...

Refino de silício metalúrgico por solidificação direcional transiente.; Metallurgical silicon refining by transient directional solidification.

Lima, Moysés Leite de
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 26/03/2013 Português
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37.464219%
Novas rotas para obtenção de silício grau solar a partir de silício grau metalúrgico estão em desenvolvimento e a solidificação direcional é uma etapa presente em todos os processos propostos. O refino de silício por solidificação direcional baseia-se no fenômeno de macrossegregação das impurezas. Experimentos de solidificação direcional transiente foram realizados em condições estáticas utilizando um equipamento projetado no âmbito desse trabalho. A partir de um experimento de referência, foram avaliadas as influências da alteração do material da base do cadinho, altura do lingote e condição de resfriamento do forno. Para estudo das condições de solidificação e dos mecanismos envolvidos no fenômeno de macrossegregação de solutos foi proposto e implementado um modelo matemático. Esse modelo considera as equações gerais de transporte no caso unidirecional e o transporte de espécies químicas por difusão macroscópica e convecção. A convecção foi tratada a luz da teoria da camada estagnada a frente da interface sólido-líquido. Variáveis como velocidade da interface sólido-líquido, gradiente de temperatura, perfis de concentração de soluto e de fração de sólido foram obtidos com o modelo matemático utilizando as temperaturas medidas no silício durante os experimentos de solidificação como condições de contorno do modelo. Os resultados experimentais mostraram que sob algumas condições foram obtidos lingotes com macroestrutura típica de solidificação unidirecional e...

Influência do choque térmico nos parâmetros de solidificação dos metais puros; Influence of the thermal shock in the parameters of solidification of pure metals

Ferreira, Carlos Raimundo Frick
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Sul Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Português
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37.384082%
A produção de fundidos com baixo nível de defeitos e com propriedades mecânicas adequadas é facilmente alcançada com a previsão do comportamento do metal durante a solidificação. A transferência de calor entre o metal-líquido e o molde, nos primeiros instantes de contato, compromete definitivamente as propriedades mecânicas e a qualidade do produto final. O comportamento da transferência de calor entre o metal e o molde foi explorado através da análise térmica experimental e confrontado com o Modelo de Schwarz Modificado (MSM). Para comprovar experimentalmente os fenômenos previstos no MSM tais como: superesfriamento aparente, posição das interfaces líquido-superaquecido/líquido- superesfriado e da sólido/líquido durante a solidificação foram realizados experimentos com alumínio puro, gálio puro e estanho. Para a análise térmica foram utilizados dois sistemas de solidificação vertical descendente (Griffiths et al., 1993; Jinho et al., 1996; Jamgotchian et al., 1987). O sistema A e o sistema B, sendo que o sistema B também permitia a solidificação vertical ascendente. Em ambos os casos, o fluxo de calor foi direcionado através de uma barra de alumínio (na temperatura ambiente) que foi inserida verticalmente no banho (técnica do “dedo frio”). A barra extrai calor do líquido em função da diferença de temperatura entre a massa líquida e a massa sólida e simula o choque térmico do metal líquido com as paredes de um molde. Os resultados experimentais e os obtidos pela simulação foram confrontados. Apresenta-se a relação experimental entre o superesfriamento e a taxa de solidificação. Discute-se o redimensionamento da Ti (temperatura de interface) na solução de Schwarz e a comprovação experimental da solução do MSM.; The production of casting with low level of defects and adjusted mechanical properties can be obtained with the previous knowledge of the metal solidification behavior. The transference of heat between the metal-liquid and the mold...

Variaveis termicas de solidificação, microestrutura e propriedades mecanicas de ligas hipoeuteticas Al-Si; Solidification thermal variables, microstructure and mechanical properties of hypoeutetic Al-Si alloys

Pedro Roberto Goulart
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 06/07/2005 Português
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37.384082%
No presente trabalho, é realizada uma seqüência de experimentos com ligas hipoeutéticas de AIlSi para analisar a solidificação unidirecional horizontal em condições transitórias de fluxo de calor. Abordagens teóricas e experimentais são desenvolvidas para a determinação quantitativa de variáveis térmicas de solidificação, tais como: coeficientes transitórios de transferência de calor metal/molde; velocidades de deslocamento das isotermas liquidus; taxas de resfriamento à frente das isotermas liquidus e tempos locais de solidificação. O trabalho analisa também a dependência dos espaçamentos interdendríticos em relação às variáveis térmicas de solidificação e ao teor de soluto da liga. Esses parâmetros dendríticos experimentais, referentes à solidificação das ligas AI 5 e 9 % Si, são comparados com os principais modelos teóricos de crescimento dendrítico da literatura. Os resultados experimentais obtidos através de ensaios mecânicos são correlacionados com. a microestrutura dendrítica, estabelecendo-se leis experimentais.; Experiments were conducted to analyze the horizontal unsteady state directional solidification of hypoeutectic AI-Si alloys. A combined theoretical and experimental approach was developed to quantitatively determine solidification thermal variables such as: transient metal/mold heat transfer coefficients...

Analise do efeito do superaquecimento na solidificação unidirecional da liga AA5052; Analysis of the overheating effect in the unidirectional solidification of the AA5052

Tonnyfran Xavier de Araujo Sousa
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 23/02/2006 Português
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37.428506%
O objetivo do trabalho é o desenvolvimento de uma análise comparativa do processo de solidificação de uma liga de alumínio a partir de diferentes graus de superaquecimento. São determinados experimentalmente os principais parâmetros do processo de solidificação afetados pelo grau de superaquecimento e sua influência na formação da microestrutura. Foi escolhida a liga AA5052, contendo cerca de 3% de magnésio pelo seu interesse comercial. A liga foi vazada com três diferentes graus de superaquecimento, em um dispositivo que permite a solidificação unidirecional e o monitoramento, através de um sistema de aquisição de dados, das variações de temperatura em diferentes posições da peça. A partir dos resultados de temperatura são determinados outros parâmetros do processo. Os espaçamentos interdendriticos são determinados a partir das micrografias. Através da análise experimental é determinada a influência do grau de superaquecimento nos seguintes parâmetros relativos ao processo de solidificação: coeficiente de transferência de calor na interface metal/molde, velocidade de avanço da frente de solidificação, gradiente de temperatura em frente à isoterma liquidus, taxa de resfriamento, tempo local de solidificação e espaçamentos interdendriticos primário e secundário. Também é analisada a transição entre a estrutura colunar e equiaxial; The objective of this work is the development of a comparative analysis of solidification process of the aluminum 5052 alloy with different overheating ranges. The main parameters of the solidification process...

Estruturas celulares, transição celular/dendritica e estruturas dendriticas na solidificação unidirecional transitoria; Cellular structures, cellular/dendritic transition and dendritic structures during transient unidirectional solidification

Daniel Monteiro Rosa
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 31/05/2007 Português
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37.428506%
As morfologias das estruturas de solidificação, caracterizadas principalmente por arranjos celulares e dendríticos, e suas grandezas representadas por espaçamentos celulares e dendríticos primários, secundários e terciários, controlam os perfis de segregação e a formação de segundas fases dentro das regiões intercelulares ou interdendríticas, que determinam as propriedades finais das estruturas fundidas. O presente trabalho pretende contribuir para o entendimento do desenvolvimento microestrutural de ligas binárias através da análise de dois sistemas binários que possuem elevada importância para a indústria na fabricação de peças fundidas automotivas e grades de baterias: Al-Si e Pb-Sb, respectivamente. Os experimentos realizados utilizaram dois diferentes dispositivos em que o calor é extraído somente pelo sistema de resfriamento a água, localizado no fundo (solidificação ascendente) e no topo (solidificação descendente) da lingoteira. As variáveis térmicas de solidificação foram determinadas pela leitura de temperaturas a partir de termopares posicionados dentro da lingoteira em diferentes posições em relação à superfície refrigerada. Estas variáveis térmicas foram confrontadas com as previsões teóricas de um modelo numérico de solidificação. Os aspectos macroestruturais e microestruturais foram caracterizados ao longo dos lingotes através de microscopia óptica. Para as ligas Al-Si foi realizada uma análise complementar do efeito da convecção térmica e constitucional nos espaçamentos dendríticos terciários na solidificação unidirecional transitória descendente. Ligas hipoeutéticas Pb-Sb foram utilizadas para analisar as influências das variáveis térmicas de solidificação e da concentração de soluto nas estruturas celulares...

Analise da solidificação sob fluxo de calor radial cilindrico; Analysis of the solidification uner radial heat flow

Marco Antonio Eid
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 22/07/2007 Português
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37.464219%
Apesar da importância tecnológica da solidificação de ligas metálicas sob fluxo de calor radial, relativamente poucos estudos estão sendo feitos nessa área. Neste trabalho, a solidificação da liga Al 4,5%Cu em molde de aço radial cilíndrico é analisada e comparada com a solidificação direcional em molde resfriado.Inicialmente a variação de temperatura em diferentes posições no metal e no molde foi medida durante a solidificação usando um sistema de aquisição de dados. Essas variações de temperatura foram introduzidas em um método numérico para determinar a variação do coeficiente de transferência de calor na interface metal/molde pelo método inverso. Os resultados para a solidificação unidirecional e radial foram comparados mostrando que o coeficiente de transferência de calor para o fluxo de calor radial é menor. A variação dos espaçamentos dendritos secundários foram medidos através de um microscópio óptico. Comparações entre os resultados mostraram maiores espaçamentos para fluxo de calor radial. Comparações entre variações e temperaturas calculadas numéricas e experimentalmente comprovaram que o método numérico descreve satisfatoriamente o processo de solidificação radial; In spite of technological importance of solidification of metallic alloys under radial heat flow...

Solidificação transitoria, microestrutura e propriedades de ligas Al-Ni; Transient solidification, microstruture and properties of Al-Ni alloys

Manuel Venceslau Cante
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 28/07/2009 Português
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37.493555%
O desenvolvimento de microestruturas otimizadas durante o processo de solidificação são de fundamental importância nas propriedades e desempenho de produtos acabados baseados em ligas metálicas. Neste estudo é analisada a cinética envolvida no processo de solidificação, seus efeitos nos parâmetros macro e microestruturais e a sua conseqüente influência nas propriedades mecânicas. Com esse intuito, ligas hipoeutéticas do sistema binário são estudadas Al-Ni por meio de experimentos de solidificação vertical ascendente sob regime transitório de condução de calor. Os espaçamentos dendríticos primários (?1) e secundários(?2) foram medidos ao longo de todos os lingotes para cada uma das ligas analisadas e correlacionados com as variáveis térmicas de solidificação. Uma abordagem teórico-experimental é utilizada na determinação quantitativa de tais variáveis térmicas: coeficiente de transferência de calor na interface metal/molde, velocidade de deslocamento da isoterma liquidus, gradientes térmicos, taxa de resfriamento e tempo local de solidificação. Os dados experimentais referentes à solidificação das ligas são confrontados com os principais modelos teóricos de crescimento dendrítico da literatura. Este estudo aborda...

Solidificação de ligas euteticas livres de Pb para soldagem : parametros termicos e microestrutura; Solidification of lead free eutectic solder alloys : thermal parameters and microstructure

Antonio Carlos Pires Dias
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 28/07/2009 Português
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37.428506%
As ligas de solda à base de estanho apresentam excelente fluidez e temperaturas de trabalho ideais para a união de componentes eletrônicos. A solda com ligas do sistema estanho chumbo é a mais comum para soldas em eletrônica. Entretanto, há muitas preocupações com o uso do chumbo, devido aos diversos efeitos adversos na saúde humana e contaminação do meio ambiente. Por essas razões, na maioria dos países o chumbo já é condenado e proibido de ser incorporado em diversos produtos. Neste sentido, a indústria eletrônica está de olho em soldas livres de chumbo que possam substituir a clássica solda estanho-chumbo. É objetivo deste trabalho analisar a solidificação de ligas eutéticas dos sistemas Sn-Ag e Sn-Cu, que são duas ligas com potencial de substituição. Foram desenvolvidos experimentos para determinar a influência do acabamento superficial da chapa molde nos parâmetros térmicos de solidificação durante a solidificação direcional ascendente em regime transitório de extração de calor de ligas eutéticas Sn-Pb, Sn-Cu e Sn-Ag. Foram utilizados dois tipos de acabamentos superficiais na chapa molde: lixado e ranhurado, para investigar as condições de afinidade metal/substrato. Foi desenvolvida uma abordagem teórico-experimental para determinar quantitativamente as variáveis térmicas...

Estudo experimental e numérico da solidificação em torno de um tubo aletado radialmente com e sem promotor de turbulência; Experimental and numerical study of solidification around a finned tube radially without turbulence promoter

Raquel da Cunha Ribeiro da Silva
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 26/02/2010 Português
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37.464219%
O armazenamento de calor na forma de calor latente representa uma alternativa de grande potencial em sistemas intermitentes e de conservação. Uma das geometrias menos exploradas na literatura e no campo de aplicação é a geometria cilíndrica com aletas fixadas radialmente ao longo do tubo. As aletas neste caso representam dispositivos para aumentar a taxa de transferência de calor e assim a solidificação do PCM. Com o intuito de aumentar ainda mais a taxa de solidificação do PCM, a inserção de um promotor de turbulência ao longo do tubo, provoca maior agitação e turbulência que por sua vez aumenta o coeficiente de troca de calor e assim a taxa de solidificação do PCM. Assim este estudo visa investigar as influências dos parâmetros geométricos e operacionais sobre a velocidade da interface, tempo de solidificação completa e massa total solidificada e conseqüentemente a energia total armazenada. Na investigação experimental foram testados tubos com diversas aletas variando os diâmetros de 40 a 180 mm, várias vazões de fluido secundário e várias temperaturas de operação com e sem promotor de turbulência e com e sem aletas com o objetivo principal de quantificar os efeitos das aletas e promotor de turbulência sobre a taxa de solidificação ou velocidade da interface...

Modelagem analítica e numérica da solidificação de ligas binárias : análise de fatores de influência; Analytical and numerical modeling of solidification of binary alloys : analysis of influential factors

Elisangela dos Santos Meza
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 31/01/2012 Português
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37.428506%
Em um estudo completo da solidificação, a transferência de calor e a transferência de massa são duas componentes que devem ser analisadas. Este trabalho inicia-se com o levantamento de fatores que podem influenciar a modelagem matemática da transferência de calor em sistemas de solidificação unidirecional. Dados experimentais, obtidos através da solidificação unidirecional vertical de ligas binárias hipoeutéticas dos sistemas Al-Cu, Al-Fe, Al-Ni e Al-Si, foram utilizados para analisar os fatores de influência: coeficiente de redistribuição de soluto (k´), intervalo de solidificação, coeficiente global de transferência de calor (hg), temperatura inicial do líquido (Tv) e leis de liberação de calor latente. Primeiramente, a análise de k´ envolveu duas abordagens: a tradicional encontrada na literatura em que se assume um valor constante para todas as ligas dentro da faixa hipoeutética de composições; e uma outra em que se usa um software de termodinâmica computacional (Thermo-Calc) para se obter o valor de k´ para cada liga. Cada abordagem foi utilizada para se calcular as propriedades termofísicas (calor específico, densidade e condutividade térmica) decorrentes de funções dependentes de k´. Ainda dentro das propriedades termofísicas...

Solidificação transitória de ligas monofásica e hipoperitética do sistema Zn-Cu; Transient solidification of monophasic and hypoperitectic alloys of the Zn-Cu system

Crystopher Cardoso de Brito
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 16/07/2012 Português
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37.464219%
O desenvolvimento de microestruturas durante a solidificação de ligas peritéticas tem muito interesse nos últimos anos, em função da versatilidade, em termos de aplicação, de muitas ligas de sistemas peritéticos. Na solidificação de ligas peritéticas binárias em equilíbrio, o líquido durante o resfriamento ao atingir a temperatura peritética reage com uma fase sólida primária, para formar uma segunda fase sólida. Isto só é possível em condições de completo equilíbrio. A literatura mostra que está sendo dada bastante atenção a estudos experimentais de solidificação unidirecional de ligas peritéticas, entretanto essas investigações estão sendo conduzidas em condições permanentes de solidificação, onde tanto o gradiente térmico, quanto a velocidade de crescimento podem ser controlados independentemente e mantidos constantes com o tempo. A solidificação direcional de ligas peritéticas em condições transitórias de fluxo de calor, próximas das impostas nos processos industriais, não tem sido objeto de estudos experimentais detalhados. Ligas Zn-Cu com composições ricas em zinco, como a Zn-1%Cu (monofásica) e a Zn-2,2%Cu (hipoperitética), foram direcionalmente solidificadas em regime transitório de fluxo de calor. As curvas experimentais de resfriamento permitiram a determinação dos parâmetros térmicos...Observação: O resumo...

Modelagem numérica e análise experimental de parâmetros térmicos e microestruturais na solidificação radial de ligas binárias; Numerical modeling and experimental analysis of thermal and microstructural parameters in the radial solidification of binary alloys

Felipe Bertelli
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 31/10/2012 Português
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A análise do comportamento térmico em um sistema metal/molde cilíndrico durante a solidificação é de interesse tanto teórico quanto industrial. A determinação precisa da velocidade a que o metal se solidifica e a distribuição do campo de temperaturas dentro do metal é de suma importância para a otimização e o controle de processos de fundição. Modelos numéricos são amplamente utilizados, tendo em vista a simulação do processo de solidificação em inúmeras áreas, incluindo o vazamento, a soldagem, o crescimento de cristais e o processamento a laser. A simulação numérica de peças cilíndricas fundidas só pode produzir informações corretas se as condições de térmicas de fronteira, tais como o coeficiente transitório de transferência de calor metal/molde (h), e outros parâmetros térmicos como velocidade de solidificação e taxa de resfriamento forem conhecidos com precisão. Apesar da importância do parâmetro h para a fundição de peças cilíndricas, as informações disponíveis na literatura são escassas. No presente trabalho foram desenvolvidos um modelo numérico para análise da solidificação radial em geometrias cilíndricas e um extenso estudo experimental abrangendo a solidificação de ligas binárias em sistemas de extração de calor radial...

Estudo numérico da solidificação do PCM ao redor de tubos curvos com o efeito da convecção natural; Numerical study of the solidification of PCM around curved tube including the effects of natural convection

Lourival Matos de Sousa Filho
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 10/07/2013 Português
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37.428506%
O processo de solidificação de um material de mudança de fase ao redor de um tubo curvo resfriado é estudado numericamente com vistas à aplicação em sistemas de armazenamento de calor latente. A influência da convecção natural na fase líquida foi levada em consideração. O modelo matemático foi formulado em termos das variáveis primitivas, sendo este bidimensional e transiente. O método dos volumes finitos foi empregado para discretizar o sistema de equações diferenciais que governam o fenômeno físico, resultando em um sistema de equações algébricas lineares. Para fixar e tornar regular a frente de solidificação que se desloca ao longo do tempo, foi aplicada a técnica de transformação de coordenadas. O tratamento do termo transiente foi discretizado em uma formulação implícita para as equações da conservação, enquanto, a equação do balanço de energia na fronteira sólido-líquido, foi obtida explicitamente. Os resultados numéricos da frente de solidificação obtidos pelo presente modelo foram comparados com os resultados disponível na literatura, apresentando uma boa concordância. Resultados para alguns parâmetros fundamentais no dimensionamento de sistemas térmicos também foram obtidos e discutidos neste estudo. Os resultados mostram que os parâmetros como temperatura da parede...

Desenvolvimento de correlações entre microestruturas de solidificação e resistências ao desgaste e à corrosão; Development of correlations between solidification microstructures and wear and corrosion resistances

Emmanuelle Sá Freitas Feitosa
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 05/09/2013 Português
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37.428506%
As ligas monotéticas à base de alumínio destacam-se por suas características tribológicas, principalmente as que se caracterizam pela fase minoritária (p. ex. bismuto, chumbo e índio) dispersa na matriz de alumínio, pois essas dispersões de elementos de baixas temperaturas de fusão e dureza, em função de suas propriedades autolubrificantes escoam facilmente em condições de deslizamento, resultando em um comportamento tribológico favorável. Já ligas hipoeutéticas Pb-Sb, mesmo as bem diluídas, possuem aplicações práticas bastante interessantes. Suas características estruturais e mecânicas, fazem com que o uso dessas ligas seja apropriado para a fabricação de conectores e grades positivas de baterias chumbo-ácido. Existe uma falta de estudos consistentes da evolução microestrutural de ligas monotéticas durante condições de solidificação transitória devidamente associada a propriedades de aplicação. Esse tipo de solidificação é de importância primordial, uma vez que engloba a maioria dos processos industriais envolvendo a transformação líquido/sólido. O presente estudo objetiva contribuir para o desenvolvimento de correlações entre microestruturas de solidificação e as resistências ao desgaste e à corrosão. Para o desenvolvimento do presente estudo...

Theoretical - Experimental Analysis of Cellular and Primary Dendritic Spacings during Unidirectional Solidification of Sn-Pb Alloys

Rocha,Otávio F.L. da; Siqueira,Cláudio A.; Garcia,Amauri
Fonte: ABM, ABC, ABPol Publicador: ABM, ABC, ABPol
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/09/2002 Português
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37.428506%
Structural parameters as grain size, dendritic and cellular spacings, segregated products, porosity and other phases are strongly influenced by the thermal behavior of the metal/mold system during solidification, imposing a close correlation between this and the resulting microstructure. Several unidirectional solidification studies with the objective of characterizing cellular and dendritic spacings have been developed in large scale involving solidification in steady-state heat flow. The main objective of this work is to determine the thermal solidification parameters during the cellular/dendritic transition as well as to compare theoretical models that predict cellular and primary dendritic spacings with experimental results for solidification situations in unsteady-state heat flow. Experiments were carried out in a water cooled unidirectional solidification apparatus and dilute alloys of the Sn-Pb system were used (Sn 1.5wt%Pb, Sn 2.5wt%Pb and Sn 5wt%Pb). The upper limit of the Hunt-Lu cellular growth model closely matched the experimental spacings. The lower limit calculated with the Hunt-Lu dendritic model best generated the experimental results. The cellular/dendritic transition was observed to occur for the Sn 2.5wt%Pb alloy over a range of analytical cooling rates from 0.28 K/s to 1.8 K/s.

Numerical simulation of solute trapping phenomena using phase-field solidification model for dilute binary alloys

Furtado, Henrique Silva; Bernardes, Am?rico Trist?o; Machado, Romuel Figueiredo; Silva, Carlos Ant?nio da
Fonte: Universidade Federal de Ouro Preto Publicador: Universidade Federal de Ouro Preto
Tipo: Artigo publicado em periodico
Português
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37.384082%
Numerical simulation of solute trapping phenomena using phase-field solidification model for dilute binary alloys Numerical simulation of solute trapping during solidification, using two phase-field model for dilute binary alloys developed by Kim et al. [Phys. Rev. E, 60, 7186 (1999)] and Ramirez et al. [Phys. Rev. E, 69, 05167 (2004)] is presented here. The simulations on dilute Cu-Ni alloy are in good agreement with one dimensional analytic solution of sharp interface model. Simulation conducted under small solidification velocity using solid liquid interface thickness (2?) of 8 nanometers reproduced the solute (Cu) equilibrium partition coefficient. The spurious numerical solute trapping in solid phase, due to the interface thickness was negligible. A parameter used in analytical solute trapping model was determined by isothermal phase-field simulation of Ni-Cu alloy. Its application to Si-As and Si-Bi alloys reproduced results that agree reasonably well with experimental data. A comparison between the three models of solute trapping (Aziz, Sobolev and Galenko [Phys. Rev. E, 76, 031606 (2007)]) was performed. It resulted in large differences in predicting the solidification velocity for partition-less solidification...

Análise da evolução microestrutural e da formação de macrossegregação e microporosidade na solidificação unidirecional transitória de ligas ternárias Al-Cu-Si; Analysis of microestrutural evolution and formation of macrosegregation and microparasity in the unidirectional transient solidification of ternary Al-Cu-Si alloys

Daniel Joaquim da Conceição Moutinho
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 01/02/2012 Português
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37.428506%
As ligas fundidas de alumínio vêm desempenhando um papel importante no crescimento da indústria metal-mecânica. Hoje, essas ligas são produzidas em vários sistemas e dezenas de composições. Destacamos as ligas do sistema ternário Al-Cu-Si que apresentam excelente fluidez, alta resistência mecânica e baixo peso, o que as tornam uma escolha adequada como ligas de fundição, sendo amplamente aplicadas na indústria automotiva e aeroespacial. Tais características e o elevado grau de destaque dessas ligas no campo científico e tecnológico têm despertado o interesse de pesquisadores para o desenvolvimento de trabalhos que visam a investigação da evolução microestrutural, formação de macrossegregação e porosidade na solidificação. Neste trabalho, a caracterização e quantificação microestrutural e suas correlações com os parâmetros térmicos da solidificação de ligas Al-Cu-Si são investigadas juntamente com a macros segregação e formação de porosidade tanto através de simulações numéricas quanto através de experimentos de solidificação direcional em regime transitório. A microestrutura dendrítica foi caracterizada por técnicas tradicionais de metalografia para as ligas Al6Cu1Si e Al6Cu4Si e a quantificação dos espaçamentos dendríticos realizada por metodologias consagradas na literatura. Os resultados mostram que a adição de silício na composição da liga diminui os espaçamentos dendríticos primários e secundários quando comparados com a liga binária Al-Cu de mesmo teor de cobre. São propostas leis experimentais de evolução dos espaçamentos dendríticos como função da taxa de resfriamento ( ? ) e da velocidade de deslocamento da isoterma liquidus (VL)...

Patterns of solidification in channel flows with surface cooling

Griffiths, Ross; Kerr, Ross; Cashman, Katharine
Fonte: Cambridge University Press Publicador: Cambridge University Press
Tipo: Artigo de Revista Científica
Português
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Understanding the rates of cooling and solidification in laminar flows down sloping channels is central to predicting the advance of lava flows. The mechanisms involved include thermal convection and a competition between shear strain rate and the rate of formation of solid at the chilled surface of the flow. We report experiments in which polyethylene glycol wax flows in a laminar fashion down an inclined, open channel of rectangular cross-section under cold water. Two distinctly different flow regimes are recognized: 'tube' flow in which solidification of the flow surface creates a stationary roof while melt continues to flow through a relatively well-insulated 'tube' beneath, and a 'mobile crust' regime in which a solid surface crust develops only in the centre of the channel. In the latter regime the crust is carried down the channel, separated from the walls by crust-free shear regions in which cooling produces only dispersed fragments of solid owing to the effects of shearing. This flow structure is quasi-invariant over a large distance downstream. We show that thermal convection takes place in organized rolls that have axes aligned with the shear flow, and conclude that transition between the two flow regimes occurs at a critical value of the combined parameter ν = Ψ(Ra/R0)1/3...