A os para Fundi o2

Aços para Fundição

Sandro Tomaz Martins
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G = H −TS

Noções de Solidificação
Para que uma nova fase se forme e cresça é necessário que ela seja termodinâmicamente estável. O parâmetro termodinâmico que avalia se um transformação será ou não espontânea é a variação da ENERGIA LIVRE DE GIBBS (G).

∆ G = ∆ H − T ∆S

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Solidificação: Nucleação
TIPOS
NUCLEAÇÃO HOMOGÊNEA
Formação de núcleos no meio do metal líquido.
Requer grande subresfriamento (80 a 300ºC)
NUCLEAÇÃO HETEROGÊNEA
Processo mais simples, pois os núcleos possuem um substrato sobre o qual podem crescer Normalmente a parede do molde ou impurezas presentes no líquido
Permite subresfriamento menor (0,01 a 10ºC)

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Nucleação homogênea
MODELO BÁSICO

Líquido

Volume

4
V = π r3
3

Sólido

Área

A =4π r 2

4

Nucleação homogênea energia livre de superfície- desestabiliza o núcleo (consome energia para criar uma interface)
∆GS = 4πr 2 γ γ = tensão superficial

∆GT = Energia Livre Total
= ∆GS + ∆GV
Energia livre de volume – estabiliza o núcleo (libera energia)
4
∆GV = πr 3 ∆Gυ

3

∆Gυ =

energia livre de volume volume r* = raio crítico: núcleo < r* encolhe; núcleo>r* cresce (reduz energia)
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Nucleação homogênea

Valores típicos de subresfriamento para alguns materiais (Askeland)
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Nucleação heterogênea
MODELO BÁSICO

Fonte: Prof. Henrique Pavanati

γ IL − γ SI cos(θ ) = γ SL
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Nucleação heterogênea
SEM SUBRESFRIAMENTO
O líquido com T>Tf a frente do sólido dissolve qualquer projeção.
Crescimento planar da interface sólido-líquido.

Sólido
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Nucleação heterogênea
PEQUENO SUBRESFRIAMENTO
O líquido junto a interface encontra-se numa temperatura inferior a Tf.
Crescimento colunar da interface sólido-líquido.

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Nucleação heterogênea
GRANDE SUBRESFRIAMENTO
O líquido junto a interface encontra-se numa temperatura inferior a Tf.
Crescimento dendrítico da interface sólido-líquido.

Dendritas – MEV (15X)

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Nucleação heterogênea

Formação dos braços secundários e terciários

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Macroestrutura de