Processos de solidificacao

Introdução

O processo de solidificação ocorre em duas etapas denominadas de nucleação e crescimento. Inicialmente forma-se um pequeno núcleo sólido, no seio do liquido, que posteriormente cresce. Isto sucede com vários núcleos simultaneamente até que todo o material seja um sólido.
A evolução do processo de solidificação depende em uma primeira instância da composição química do material, assim um sólido cristalino puro apresenta uma temperatura de fusão/solidificação única, Tf, sendo que acima de Tf a energia livre do sólido é tão mais elevada do que a do liquido, que este é mais estável. Abaixo de Tf é o solido que apresenta menor energia livre. No caso de ligas metálicas a solidificação ocorre em uma faixa de temperaturas que depende da composição especifica da liga em estudo, figura 1. Em qualquer dos casos, durante o processo de resfriamento o liquido não se transforma instantaneamente em sólido ao atingir Tf, é necessário um certo grau de super-resfriamente para que se forme o núcleo cristalino. Depois que ocorre a nucleação, a temperatura do liquido aumenta em consequência da evolução do calor latente, e permanece apenas um pequeno super-resfriamento até que a solidificação se complete. Poros, devido à contração e bolhas também podem nuclear e crescer à medida que metal solidifica, gerando defeitos no produto final.

FENOMENOS QUE OCORREM NA SOLIDIFICAÇÃO

Os principais fenômenos que ocorrem durante a solidificação de metais, se não forem adequadamente controlados, podem prejudicar a qualidade das peças fundidas.

Os principais fenômenos são:
Cristalização
Contração de volume
Concentração de impurezas
Desprendimento de gases

a) Cristalização Consiste no aparecimento das primeiras células cristalinas unitárias. Estas servem como núcleo para o crescimento de cristais, dando origem aos grãos e à estrutura granular típica dos metais.
O crescimento dos cristais não se dá de maneira uniforme, ou seja, a