fundiçao

Solidificação de metais e formação da estrutura interna de grãos

Fabricação de metais e ligas
Metais/
ligas

Fundição

Forma semifinal Forma final Conformação*

*Forjamento, laminação, extrusão, trefilação

Forma final Visão termodinâmica
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A transformação do estado líquido para o sólido (e vice versa) ocorre devido a transformação da matéria para uma condição mais estável com menor energia livre.
Para que o processo de solidificação aconteça deve haver uma redução de energia livre. Desta forma no ponto de equilíbrio nada acontece, pois as energias dos dois estados são iguais.
A solidificação somente ocorrerá se o metal for resfriado abaixo da temperatura de equilíbrio
Essa diferença entre a temperatura de equilíbrio e a temperatura onde a solidificação efetivamente acontece chama-se grau de super resfriamento. Quanto maior a taxa de resfriamento maior o grau de super resfriamento. Em termos de metalurgia física
• A fusão ocorre quando a energia de vibração dos átomos por conta do aumento da temperatura supera a energia envolvida na ligação química entre os átomos. • No estado líquido não há ordem a longa distância (não há sistema cristalino) e as ligações entre os átomos é fraca do tipo
Van der Waals

Curva esquemática de resfriamento-Metal puro

Curvas de resfriamento em três velocidades diferentes.

Efeito do super-resfriamento sobre o raio critico Raio crítico: cobre

Raio crítico e subresfriamento
• onde

r*= -2Tm
HsT

– r*: raio crítico do núcleo  : energia livre superficial – Tm: temperatura de fusão/solidificação  Hs : calor latente de solidificação  T : graus de subresfriamento Solidificação de alguns metais
Metal

Temperatura de solidificação (°C)

Calor de solidificação (J/cm3)

Energia superficial (J/cm210-7)

T de subresfriamento máximo (°C)

Pb

327

-280

33.3

80

Al

660

-1066

93

130