Solidificação - Materiais para Engenharia

Solidificação

Super-resfriamento constitucional
No caso de ligas e metais impuros é importante identificar a influência dos elementos dissolvidos e das impurezas no grau de super-resfriamento produzido durante o processo de solidificação. A causa deste superresfriamento reside na rejeição do soluto pela fase sólida, enriquecendo conseqüentemente a fase líquida junto à interface.

Solidificação
A figura a seguir esquematiza três situações diferentes onde a temperatura do líquido varia com a distância à interface, em conseqüência do acumulo de soluto. Quando o gradiente de temperatura é elevado, figura a), não ocorre super-resfriamento constitucional e o crescimento é planar.
Na segunda situação figura b) o gradiente de temperatura é suficientemente baixo para provocar situação, um pequeno grau de superesfriamento constitucional, levando a um crescimento colunar.
Já no último caso, figura c), o gradiente de temperatura é baixo mas o superesfriamento constitucional é elevado, obtendo crescimento dendrítico.

Temperaturas no líquido Solidificação
Quando a solidificação termina, todas as dendritas que se formaram a partir de um mesmo núcleo formam um grão/cristal. A desorientação cristalográfica entre os braços das dendritas é de apenas alguns graus e é acomodado por contornos de grão de baixo angulo, que consistem de arranjos de discordâncias. Já os cristais são separados por contornos de grão de alto angulo, apresentando uma desorientação de pelo menos 10°. Quando a solidificação termina, todas as dendritas que se formaram a partir de um mesmo núcleo formam um grão/cristal. Assim o tamanho de grão de um metal fundido é determinado pelo número de locais de nucleação, enquanto que a granulometria da estrutura dendrítica é definida pela taxa de solidificação, já que esta controla o grau de super-resfriamento constitucional.

Diagramas binários monofásicos

Diagramas binários monofásicos
Gradientes de concentração devido a