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‣ Metallurgical silicon refining by transient directional solidification

Lima, Moyses Leite; Martorano, Marcelo de Aquino; Batista Neto, João Ferreira
Fonte: The Minerals, Metals & Materials Society; San Diego Publicador: The Minerals, Metals & Materials Society; San Diego
Tipo: Conferência ou Objeto de Conferência
Português
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734.6209%
Directional solidification is an essential refining step to obtain solar grade silicon from metallurgical silicon. This step can be carried out in a Bridgman furnace, where nearly constant temperature gradients and solidification velocieties are imposed on the solid-liquid interface.; Companhania Ferro-Ligas Minas Gerais; BNDES

‣ 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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867.9061%
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...

‣ Solidificação direcional da superliga MAR-M247 modificada com Nióbio: processamento e caracterizações microestruturais e mecânicas; Directional solidification of niobium modified MAR-M247 superalloy: processing, microstructural and mechanical characterization

Costa, Alex Matos da Silva
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 27/02/2014 Português
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752.7814%
A proposta da modificação química da superliga MAR-M247 através da substituição do Ta pelo Nb (em átomos) foi baseada nas seguintes informações: (1) O Nb desempenha funções muita parecidas com as do Ta nas superligas à base de Ni, como endurecedor via solução sólida da fase ? e elemento formador de fases secundárias (?? e carbonetos); (2) O Brasil tem as maiores reservas de Nb do mundo e (3) O Nb já é adicionado em diversas classes de superligas à base de Ni - fundidas convencionalmente e solidificadas direcionalmente e monocristalinas. Neste trabalho o objetivo principal foi de avaliar a viabilidade da substituição do Ta pelo Nb na superliga à base de Ni MAR-M247. As amostras da MAR-M247 e da liga modificada - MAR-M247[Nb] utilizadas na caracterização microestrutural foram obtidas por solidificação direcional no forno a vácuo do tipo forno Bridgman (Lab. de Solidificação/FEM-UNICAMP) nas seguintes condições de processamento: v = 5, 10 e 18 cm/h e G = 80°C/cm. As simulações de cálculo termodinâmico utilizando o programa Thermo-Calc foram realizadas com o objetivo de se avaliar se as temperaturas de transformação mudariam com a substituição do Ta pelo Nb. Para avaliação das propriedades mecânicas em alta temperatura e a estabilidade estrutural da superliga MAR-M247[Nb] foram realizados ensaios de fluência a 750 e 850 °C nas tensões de 840...

‣ 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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530.4192%
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...

‣ 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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852.2836%
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...

‣ Influencia da convecção no liquido nas variaveis termicas e estruturais na solidificação descendente de ligas Sn-Pb

Jose Eduardo Spinelli
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 22/02/2005 Português
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428.61242%
Poucos estudos têm analisado os efeitos da convecção no líquido interdendrítico, bem como a influência da direção de crescimento em relação à gravidade nas variáveis térmicas e estruturais durante a solidificação. Neste trabalho, foi utilizado um dispositivo de solidificação unidirecional vertical descendente, constituído por uma lingoteira de aço inoxidável com diâmetro interno de 60 mm, 157 mm de comprimento e 9 mm de espessura. Na parte superior, foi posicionada uma câmara de refrigeração a água do mesmo material do molde e com espessura útil de 3,0 mm. Após a obtenção dos lingotes e registrados os respectivos perfis térmicos experimentais, foram determinadas as variáveis térmicas de solidificação: coeficiente de transferência de calor metal/molde, velocidades de deslocamento da isoterma liquidus, gradientes térmicos e taxas de resfriamento para a solidificação unidirecional descendente de ligas hipoeutéticas do sistema Sn-Pb (Sn5%Pb, Sn15%Pb e Sn20%Pb). Estas variáveis térmicas são confrontadas com as previsões teóricas de um modelo numérico de solidificação e, em seguida, correlacionadas com os parâmetros estruturais: espaçamentos dendríticos primários, secundários e transição colunar/equiaxial (TCE). Dessa forma...

‣ Desenvolvimento da macroestrutura e da microestrutura na solidificação unidirecional transitoria de ligas Al-Si; Macrostructural and microstructural development in Al-Si alloys directionally solidified under unstead-state conditions

Manoel Diniz Peres
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 24/02/2005 Português
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430.4192%
Foi desenvolvida no presente trabalho uma seqüência de experimentos para analisar a solidificação unidirecional vertical em condições transitórias de fluxo de calor de ligas AI-Si hipoeutéticas. 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 resmamento à frente das isotermas liquidus e tempos locais de solidificação. A análise das macroestruturas obtidas mostra que a transição colunar/equiaxial (TCE) ocorre essencialmente à mesma posição a partir da superficie dos lingotes para todas as ligas examinadas experimentalmente. As variáveis térmicas de solidificação são muito similares na TCE, não sendo possível identificar um critério de transição macroestrutural baseado em apenas uma variável em particular. O trabalho analisa também a dependência dos espaçamentos interdendríticos em relação às variáveis térmicas de solidificação e ao teor de soluto da liga. Estes parâmetros dendríticos experimentais referentes à solidificação das ligas AI 3, 5, 7, 9 % Si, são comparados com os principais modelos teóricos de crescimento dendrítico da literatura; Experiments were conducted to analyze the upward unsteady state directional solidification of AI-Si hypoeutectic alloys. A combined theoretical and experimental approach is developed to quantitatively determine solidification thermal variables such as: transient metal/mold heat transfer coefficients...

‣ Microestrutura de solidificação, resistencias mecanica e ao desgaste de ligas Al-Sn e Al-Si; Solidification microstructure, mechanical and wear resitances of Al-Sn and Al-Si alloys

Kleber Augustin Sabat da Cruz
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 08/09/2008 Português
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639.54625%
A procura por relações funcionais correlacionando parâmetros microestruturais e o comportamento mecânico de ligas metálicas é fundamental para a pré-programação do produto final. O presente estudo pretende contribuir para o entendimento sobre a influência dos parâmetros microestruturais na resistência ao desgaste e nas propriedades mecânicas de ligas de dois sistemas binários: AI-Sn e AI-Si. Tais ligas são bastante usadas em aplicações de engenharia, tais como mancais e camisas de cilindro de motores de combustão, respectivamente. Apesar do grande uso das ligas do sistema AI-Sn como material tribológico, são escassos os estudos sobre o desenvolvimento microestrutural destas ligas na literatura. Neste estudo, quatro ligas hipoeutéticas do sistema AI-Sn e três ligas hipoeutéticas do sistema AI-Si foram submetidas a solidificação unidirecional, na direção vertical e sentido ascendente, sob condições transitórias de fluxo de calor. Os espaçamentos dendríticos primários (À1) e secundários (À2) foram medidos nas direçõe.s transversal e longitudinal dos lingotes, respectivamente, e correlacionados com as variáveis térmicas que atuaram durante a solidificação. Uma abordagem teórico-experimental foi desenvolvida para determinar quantitativamente_as variáveis térmicas...

‣ 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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540.5767%
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...

‣ Solidificação transitória de ligas dos sistemas monotéticos AI-Bi, AI-Pb e AI-In; Transient solidification of alloys of the monotectic AI-Bi, AI-Pb and AI-In systems

Maria Adrina Paixão de Souza da Silva
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 28/04/2011 Português
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434.96633%
Ligas de alumínio dispersas com bismuto, chumbo e índio apresentam aplicações promissoras em componentes automotivos resistentes ao desgaste. Essas dispersões de elementos de baixa temperatura de fusão diminuem a dureza e escoam facilmente em condições de deslizamento, resultando em um comportamento tribológico favorável. Muitos estudos têm sido realizados a fim de melhor compreender as distintas morfologias obtidas pela reação monotética Algumas pesquisas assumem que a evolução do espaçamento interfásico (?) nas Iigas monotéticas ou obedece à clássica relação utilizada para eutéticos: ?2v = C, ou ainda a relação de crescimento dentrítico ?.va.Gb = C, onde v é a velocidade de solidificação e C uma constante para ambos os casos, G é o gradiente de temperatura e a e b são constantes. Tais estudos utilizaram fornos de aquecimento à resistência do tipo Bridgman para produzir a solidificação direcional de ligas monotéticas. Existe uma falta de estudos consistentes no desenvolvimento microestrutural de ligas monotéticas durante condições de fluxo de calor transitório, que são de importância primordial, uma vez que esse tipo de fluxo de calor engloba a maioria dos processes industriais e de solidificação. No presente estudo...

‣ 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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532.96996%
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...

‣ 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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540.5767%
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...

‣ Influence of thermal parameters on the dendritic arm spacing and the microhardness of Al-5.5wt.%Sn alloy directionally solidified

Vasconcelos,Angela de Jesus; Silva,Cibele Vieira Arão da; Moreira,Antonio Luciano Seabra; Silva,Maria Adrina Paixão de Sousa da; Rocha,Otávio Fernandes Lima da
Fonte: Escola de Minas Publicador: Escola de Minas
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/06/2014 Português
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429.7367%
Al-Sn alloys are widely used in tribological applications. In this study, thermal, microstructural and microhardness (HV) analysis were carried out with an Al-5.5wt.%Sn alloy ingot produced by horizontal directional transient solidification. The main parameters analyzed include the growth rate (V L) and cooling rate (T R).These thermal parameters play a key role in the microstructural formation. The dendritic microstructure has been characterized by primary dendritic arm spacing (λ1) which was experimentally determined and correlated with V L, and T R. The behavior presented by the Al-5.5wt.%Sn alloy during solidification was similar to that of other aluminum alloys, i.e., the dendritic network became coarser with decreasing cooling rates, indicating that the immiscibility between aluminum and tin does not have a significant effect on the relationship between primary dendritic arm spacing and the cooling rate. The dependence of the microhardness on V L, T R and λ1 was also analyzed. It was found that for increasing values of T R, the values of HV decrease. On the other hand, the values of HV increase with increasing values of λ1.

‣ Solidification thermal parameters and dendritic growth during the horizontal directional solidification of Al-7wt.%Si alloy

Carvalho,Diego de Leon Brito; Costa,Thiago Antônio Paixão de Sousa; Moreira,Antonio Luciano Seabra; Silva,Maria Adrina Paixão de Souza da; Dias Filho,José Marcelino; Moutinho,Daniel Joaquim da Conceição; Rocha,Otávio Fernandes Lima da
Fonte: Escola de Minas Publicador: Escola de Minas
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/09/2014 Português
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847.8355%
The main purpose of this work is to investigate the influence of thermal parameters such as growth rate (V L) and cooling rate (T R) on the primary dendrite arm spacings (λ1) during the horizontal transient directional solidification of Al-7wt.%Si hypoeutectic alloy. The primary dendrite spacings were measured along the length of the samples and correlated with these thermal parameters. The variation of dendrite spacings is expressed as a power law function of V L and T R given by the formulas λ1 = 55(V L)-1.1 and λ1 = 212 (T R)-0.55, respectively. A comparative study between the results of this work and those from the literature proposed to investigate these dendrite spacings during the upward and downward vertical directional solidification of Al-7wt.%Si alloy is also conducted. Finally, the experimental data are compared with some predictive dendritic models from the literature.

‣ Characterization of the Al-3wt.%Si alloy in unsteady-state horizontal directional solidification

Carvalho,Diego Brito; Guimarães,Emanuelle Casseb; Moreira,Antonio Luciano; Moutinho,Daniel Joaquim; Dias Filho,José Marcelino; Rocha,Otávio Lima da
Fonte: ABM, ABC, ABPol Publicador: ABM, ABC, ABPol
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/08/2013 Português
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744.0619%
The main purpose of this paper is to investigate both the columnar to equiaxed transition and primary dendritic arm spacings of Al-3wt.%Si alloy during the horizontal directional solidification. The transient heat transfer coefficient at the metal-mold interface is calculated based on comparisons between the experimental thermal profiles in castings and the simulations provided by a finite difference heat flow program. Simulated curve of the interfacial heat transfer coefficient was used in another numerical solidification model to determine theoretical values of tip growth rates, cooling rates and thermal gradients that are associated with both columnar to equiaxed transition and primary dendritic arm spacings. A good agreement was observed between the experimental values of these thermal variables and those numerically simulated for the alloy examined. A comparative analysis is carried out between the experimental data of this work and theoretical models from the literature that have been proposed to predict the primary dendritic spacings. In this context, this study may contribute to the understanding of how to manage solidification operational parameters aiming at designing the microstructure of Al-Si alloys.

‣ Characterization of the Al-3wt.%Si alloy in unsteady-state horizontal directional solidification

CARVALHO, Diego de Leon Brito; GUIMAR?ES, Emanuelle Casseb; MOREIRA, Antonio Luciano Seabra; MOUTINHO, Daniel Joaquim da Concei??o; DIAS FILHO, Jos? Marcelino da Silva; ROCHA, Ot?vio Fernandes Lima da
Fonte: Universidade Federal do Pará Publicador: Universidade Federal do Pará
Tipo: Artigo de Revista Científica
Português
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534.62098%
The main purpose of this paper is to investigate both the columnar to equiaxed transition and primary dendritic arm spacings of Al-3wt.%Si alloy during the horizontal directional solidification. The transient heat transfer coefficient at the metal-mold interface is calculated based on comparisons between the experimental thermal profiles in castings and the simulations provided by a finite difference heat flow program. Simulated curve of the interfacial heat transfer coefficient was used in another numerical solidification model to determine theoretical values of tip growth rates, cooling rates and thermal gradients that are associated with both columnar to equiaxed transition and primary dendritic arm spacings. A good agreement was observed between the experimental values of these thermal variables and those numerically simulated for the alloy examined. A comparative analysis is carried out between the experimental data of this work and theoretical models from the literature that have been proposed to predict the primary dendritic spacings. In this context, this study may contribute to the understanding of how to manage solidification operational parameters aiming at designing the microstructure of Al-Si alloys.

‣ Solidificação transitoria de ligas hipomonotetica e monotetica do sistema A1-Bi; Transient solidification of hypomonotectic and monotectic A1-Bi alloys

Maria Adrina Paixão de Souza da Silva
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 17/07/2008 Português
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549.0628%
Ligas de alumínio dispersas com bismuto apresentam aplicações promissoras em componentes automotivos resistentes ao desgaste. Essas dispersões de elementos de baixa temperatura de fusão diminuem a dureza e escoam facilmente em condições de deslizamento, resultando em um comportamento tribológico favorável. Muitos estudos têm sido realizados a fim de melhor compreender as distintas morfologias obtidas pela reação monotética. Algumas pesquisas assumem que a evolução do espaçamento interfásico na liga monotética Al-Bi obedece à clássica relação utilizada para eutéticos: ?2v = C, onde v é a velocidade de solidificação e C é uma constante. Não há nenhum consenso a respeito dos valores de C encontrados. Além disso, tais estudos utilizaram fornos de aquecimento à resistência do tipo Bridgman para produzir a solidificação direcional de ligas monotéticas. Existe uma falta de estudos consistentes no desenvolvimento microestrutural de ligas monotéticas durante condições de fluxo de calor transitório, que são de importância primordial, uma vez que esse tipo de fluxo de calor engloba a maioria dos processos industriais de solidificação. No presente estudo, foram feitos experimentos de solidificação unidirecional em regime não-estacionário com as ligas hipomonotética Al-2...

‣ Stochastic phase-field simulations of symmetric alloy solidification

Benítez, R.; Ramírez-Piscina, L.
Fonte: Universidade Cornell Publicador: Universidade Cornell
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em 28/09/2004 Português
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426.77336%
We study initial transient stages in directional solidification by means of a non-variational phase field model with fluctuations. This model applies for the symmetric solidification of dilute binary solutions and does not invoke fluctuation-dissipation theorem to account for the fluctuation statistics. We devote our attention to the transient regime during which concentration gradients are building up and fluctuations act to destabilize the interface. To this end, we calculate both the temporally dependent growth rate of each mode and the power spectrum of the interface evolving under the effect of fluctuations. Quantitative agreement is found when comparing the phase-field simulations with theoretical predictions.; Comment: 6 pages, 3 figures, accepted for publication in Fluctuations and Noise Letters

‣ Transient convective instabilities in directional solidification

Meca, Esteban; Ramirez-Piscina, Laureano
Fonte: Universidade Cornell Publicador: Universidade Cornell
Tipo: Artigo de Revista Científica
Português
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545.8786%
We study the convective instability of the melt during the initial transient in a directional solidification experiment in a vertical configuration. We obtain analytically the dispersion relation, and perform an additional asymptotic expansion for large Rayleigh number that permits a simpler analytical analysis and a better numerical behavior. We find a transient instability, i.e. a regime in which the system destabilizes during the transient whereas the final unperturbed steady state is stable. This could be relevant to growth mode predictions in solidification.; Comment: 28 pages, 5 figures. The following article has been accepted for publication in Physics of Fluids. After it is published, it will be found at http://pof.aip.org

‣ Spacing Characterization in Al-Cu Alloys Directionally Solidified Under Transient Growth Conditions

Amoorezaei, Morteza; Gurevich, Sebastian; Provatas, Nikolas
Fonte: Universidade Cornell Publicador: Universidade Cornell
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em 08/02/2010 Português
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438.48023%
We study spacing selection in directional solidification of Al-Cu alloys under transient growth conditions. New experimental results are presented which reveal that dendritic spacing versus solidification rate evolves in an almost step-wise fashion, consistent with previous theoretical predictions of Langer and co-workers. Phase field simulations of directional solidification with dynamical growth conditions approximating those in the experiments confirm this behavior. Changes in dendrite arm spacing is shown to be consistent with dendrite instabilities confined, initially, to sub-domains, rather than the entire system. This is due to the rapid variation in growth conditions, which prevent the system from adapting as a whole but, rather, in a succession of quasi-isolated domains.; Comment: 10 pages, 17 figures, submitted to Acta Materialia