Engenharia

Estrutura de solidificação de um lingote:

Uma peça fundida tende a apresentar uma macroestrutura composta de três regiões

características.

A região coquilhada é constituída por grãos equiaxiais e finos. Estes são formados devido à

elevada taxa de nucleação que ocorre no metal líquido em contato com o molde em função do

grande super-resfriamento deste líquido (que perde muito calor para o molde) e da utilização de

materiais isolantes na superfície do molde (que previnem o contato entre este e o líquido e

fornecem sítios para a nucleação heterogênea).

A região colunar é formada a partir de grãos do lado interno da região coquilhada que crescem

preferencialmente em direção ao centro do lingote. Este processo passa a predominar quando a

taxa de nucleação é grandemente reduzida pela forte diminuição do super-resfriamento do metal

líquido devido à geração de calor latente de solidificação e o afastamento da interface sólidolíquido

da parede do molde. O crescimento dos grãos colunares ocorre no sentido oposto ao de

extração de calor pelo molde. Esta região apresenta certa textura cristalográfica devido à

competição entre os grãos durante o seu crescimento (crescimento competitivo). Este resulta da

maior facilidade de crescimento dos grãos que possuem uma direção cristalina específica (por

exemplo, para os cristais cúbicos) paralela à direção de extração de calor, em comparação

com outros grãos desfavoravelmente orientados. Como resultado, os grãos melhor orientados

crescem à frente dos demais, aprisionando e impedindo o crescimento destes e a estrutura final

torna-se caracterizada por grãos grosseiros, colunares e com uma orientação cristalina

preferencial. Um maior superaquecimento do metal líquido durante o vazamento ou um préaquecimento do molde tendem a diminuir ou a eliminar a região ou zona coquilhada.

A região colunar persiste até que as condições de solidificação se modifiquem e favoreçam a