Super resfriamento

SUPERESFRIAMENTO
CONSTITUCIONAL
Descrição quantitativa da propagação de uma interface planar sólido/líquido durante a solidificação.

A Figura mostra uma parte de um diagrama de fase binário.
A interface sólido/líquido da liga de composição Co está a uma temperatura entre
TL e TS durante a solidificação.
Podemos dizer que está à temperatura T* em um certo momento durante a solidificação.

Composição no início da fusão

TL
T*
TS
Co

Como mostra a Figura a solidificação ocorre da esquerda para a direita à uma taxa R.
Podemos dizer que interface solido/liquido esta à temperatura T* em um certo momento durante a solidificação.

Acumulo de soluto

Por causa da baixa solubilidade na fase sólida
(S), átomos de soluto são rejeitados na fase líquida (L) durante a solidificação, e consequentemente uma camada rica em soluto é formada à frente da interface sólido/líquido que avança, conforme mostra a Figura.
O perfil de composição do líquido é CL(X) e a composição do líquido e do sólido na interface são C*L e C*S, respectivamente.

Com a ajuda da linha líquidus de temperatura de equilíbrio do diagrama de fase (definido como TL = f(CL)), o perfil liquidus da temperatura de equilíbrio no líquido TL(x) pode ser determinado.

TL(x)

Perfil Liquidus da temperatura de equilibrio no líquido

Se a temperatura no líquido próximo a interface sólido/líquido, Tint(x), é tal que o gradiente, G, é menor que dTL(x)/dx /x=0 , existe em frente da interface sólido/líquido, uma região na qual
Tint(x) é menor do que a temperatura líquidus de equilíbrio, TL(X), a região está então constitucionalmente superesfriada.

dTL ( x ) dx x 0



R mL
*
*
(CL  CS )
DL

G

Para evitar um superesfriamento constitucional e portanto manter uma interface sólido/líquido planar, G tem que aumentar. G

Se G diminui ocorre o superresfriamento constitucional. G

Resultado da análise