Nenenzinha

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Resumo das aulas de Solidificação
Cleiton Buss

18/10/10
Estruturas de solidificação
Metais puros:
O crescimento de metais puros normalmente é controlado pela extração de calor através da interface sólido – liquido e do sólido formado. A interface, em geral, é atomicamente rugosa (difusão), isotérmica e esta em temperatura abaixo da fusão de equilíbrio tão baixa quanto o necessário paramanter a força motriz da cinética de crescimento (δT = 0,01°C). Esta solidificação depende dos gradientes de temperatura na líquida e no sólido (fig. 4.1). Qualquer instabilidade de forma localizada na interface se projeta e é fundida novamente (4.1a). Entretanto, caso se produza um estado de metaestabilidade ou instabilidade próximo à interface em crescimento, a interface entrará em colapso de 2°ordem, desenvolvendo ramificações laterais. Estas ramificações são semelhantes a uma árvore e são conhecidas como interface dendrítica. Na prática, estas condições existirão em materiais quimicamente puros e durante o período compreendido entre os eventos de nucleação inicial e a obtenção da temperatura de transformação, na qual as ramificações dendríticas tomam-se espessas (fig.4.2). No crescimentodendrítico as ramificações primárias e secundárias possuem seus eixos paralelos a direções cristalográficas específicas. Ex. CCC .

Ligas monofásicas:
Super-resfriamento constitucional:
Existindo uma gradiente de temperatura acima da linha líquida, a partir de interface, e não se observará o super-resfriamento. Variações locais na composição, associadas com a redistribuição do soluto, podemproporcionar uma variação na temperatura liquida efetiva, de região para região do líquido, resultando num super-resfriamento constitucional (de composição).

25/10/10
A variação da temperatura líquidus de equilíbrio (T2) em função é dada por:

Tf = é a temperatura de fusão do metal solvente. C = Composição do líquido M = inclinação da linha liquida. Cleiton βuss Página 1

Se a mistura desoluto no líquido for somente por difusão, a composição da interface será Co/Ko. A temperatura da interface, Ti, será:

A temperatura liquidus do equilíbrio correspondente a um ponto, numa distância à frente da interface será

Ou

Essas equações são validas porque a interface é o único ponto em que a fases líquida e sólida consistem. A temperatura real no líquido é:

Onde G é a gradiente detemperatura no líquido. Como G varia, pode ocorrer uma situação em que líquido está numa temperatura líquidus de equilíbrio, ocorrendo uma região de super resfriamento à frente da interface (fig. 4.4).

Cleiton βuss

Página 2

A condição limite é onde G tangencia a curva líquidus na interface. Para G mais abrupta, não ocorre super-resfriamento constitucional.

Ou

A natureza dessaequação permite definir condições que favorecerão o super resfriamento constitucional. 1. 2. 3. 4. 5. 6. Baixo gradiente de temperatura no líquido G Altas velocidades de crescimento Linhas líquidus abruptas (m) Altas porcentagens de liga (Co) Baixa difusividade no líquido. Xo pequeno, para Ko < 1, ou Ko grande, para Ko > 1.

Variações estruturais resultando da redistribuição de soluto em ligas
Nãoocorrendo o super-resfriamento constitucional, a de uma liga monofásica é semelhante à de um metal puro. Existindo uma zona de super-resfriamento constitucional, a interface torna-se morfologicamente instável, com perturbações de forma. Para baixo super resfriamento, primeira surgindo pequenas cavidades e a seguir mostrando células alongadas. À medida que o grau de super resfriamento aumenta, assuperfícies das células vão se alongando e, eventualmente, ramificam-se formando dendritas celulares (4.6 e 4.7). Não existe um critério claro para as dendritas. A seqüência geral pode ser: a) Sem super resfriamento  interface planar b) Com super resfriamento  Protuberância na interface c) Aumentando o super resfriamento 1. Células alongadas 2. Células interrompidas 3. Dendritas celulares (fig....
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