Estudo experimental e numérico das variáveis de processo na solidificação ascendente das ligas Cu-Sn em condições transientes de extração de calor

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MetadadosDescriçãoIdioma
Autor(es): dc.contributorFerreira, Alexandre Furtado-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/8648089123168415-
Autor(es): dc.contributorBaptista, Luís Antônio de Souza-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/3906726785752885-
Autor(es): dc.contributorBrum, Fábio José Bento-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/6953906854061585-
Autor(es): dc.contributorTomaszewski, Ingrid Meirelles Salvino-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/8214112416896676-
Autor(es): dc.contributorXavier, Carlos Roberto-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/3156647464982290-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/8037651416938069-
Autor(es): dc.creatorParadela, Késsia Gomes-
Data de aceite: dc.date.accessioned2024-07-11T18:12:50Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2024-07-11T18:12:50Z-
Data de envio: dc.date.issued2023-05-23-
Data de envio: dc.date.issued2023-05-23-
Fonte completa do material: dc.identifierhttp://app.uff.br/riuff/handle/1/28976-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/765893-
Descrição: dc.descriptionNesta tese é estudado a solidificação vertical ascendente das ligas Cu15% Sn e Cu20%Sn, sob regime transiente de extração de calor. Neste tipo de sistema, a configuração ascendente, confere ao metal a solidificação no sentindo contrário a ação da gravidade, o que favorece o contato com a base do molde, implicando em valores aproximadamente constante do coeficiente de transferência de calor metal/molde. Buscou-se estudar as ligas do sistema cobre estanho, conhecidas como bronze, devido possuírem características como boa resistência a corrosão, elevada resistência mecânica, tenacidade e está presente em diversos segmentos industriais: automobilísticas, indústria química e eletrônica. Inicialmente o trabalho é experimental, onde é investigado os parâmetros térmicos, pois é de conhecimento que na fundição, parte das propriedades físicas e mecânicas são adquiridas e ou preservadas a partir das condições impostas no processo de solidificação. Neste contexto, a morfologia das microestruturas geradas no processo e os efeitos das condições de solidificação são apresentados e discutidos. A dureza Vickers foi a propriedade física investigada e correlacionada com a posição em que os termopares foram inseridos no metal. O perfil de concentração do soluto foi medido experimentalmente com auxílio do EDS acoplado ao microscópio eletrônico de varredura (MEV) e comparado com a equação analítica de Scheil, a qual permite quantificar o perfil de concentração de soluto no sólido formado, em casos de mistura completa no líquido e ausência de difusão no sólido. Além do comparativo entre os dados experimentais, neste trabalho visou modelar computacionalmente com o uso do modelo de Campo de Fase, para investigar a previsibilidade dos parâmetros: velocidade de avanço da interface, concentração do soluto e morfologia dendrítica. Os perfis de concentração foram discutidos, e no comparativo entre modelagem, modelo analítico e experimental, os resultados utilizando o coeficiente de redistribuição de soluto efetivo (kef) apresentaram mais aderência aos resultados experimentais. Entretanto, na modelagem analítica foi preciso propor uma nova equação baseada em ajustes para descrever o comportamento dos dados experimentais.-
Descrição: dc.descriptionCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior.-
Descrição: dc.descriptionIn this thesis, the ascending vertical solidification of the Cu15% Sn and Cu20%Sn alloys is studied, a transient heat extraction regime. In this type of system, the upward configuration gives the metal a solidification in the opposite direction of gravity, which favors contact with the base of the mold, implying approximately constant values of the metal/mold heat transfer coefficient. We sought to study the alloys of the coppertin system, known as bronze because they have characteristics such as good corrosion resistance, high mechanical resistance, toughness and are present in several industrial segments: automotive, chemical and electronic industry. Initially, the work is experimental, where the thermal parameters are investigated, as it is known that in the foundry, part of the physical and mechanical properties are acquired and or preserved from the conditions imposed in the solidification process. In this context, the morphology of the microstructures generated in the process and the effects of the conditions of solidification are presented. The Vickers hardness was the physical property investigated and correlated with the position in which the thermocouples were inserted into the metal. The profile and concentration of the solute were measured experimentally with the aid of the EDS coupled to the scanning electron microscope (SEM) and compared with the analytical equation of Scheil, which allows quantifying the profile of solute concentration in the formed solid, in cases of complete mixing in the liquid and absence of diffusion in the solid. In addition to comparing the experimental data, this work aimed to model computationally using the Phase Field model, to investigate the predictability of the parameters: interface advance speed, solute concentration and dendritic morphology. The concentration profiles were discussed, and in the comparison between modeling, analytical and experimental models, the results using the effective solute redistribution coefficient (kef) showed more adherence to the experimental results. However, in the analytical modeling it was necessary to propose a new equation based on fits to describe the behavior of the experimental data.-
Descrição: dc.description129 p.-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Idioma: dc.languagept_BR-
Idioma: dc.languagept_BR-
Direitos: dc.rightsOpen Access-
Direitos: dc.rightsCC-BY-SA-
Palavras-chave: dc.subjectParâmetros térmicos-
Palavras-chave: dc.subjectMicrossegregação-
Palavras-chave: dc.subjectDureza-
Palavras-chave: dc.subjectCampo de fase-
Palavras-chave: dc.subjectSolidificação de metais-
Palavras-chave: dc.subjectExtração de calor-
Palavras-chave: dc.subjectParâmetros térmicos-
Palavras-chave: dc.subjectEngenharia Metalúrgica-
Palavras-chave: dc.subjectThermal parameters-
Palavras-chave: dc.subjectMicrosegregation-
Palavras-chave: dc.subjectHardness-
Palavras-chave: dc.subjectPhase field-
Título: dc.titleEstudo experimental e numérico das variáveis de processo na solidificação ascendente das ligas Cu-Sn em condições transientes de extração de calor-
Tipo de arquivo: dc.typeTese-
Aparece nas coleções:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense - RiUFF

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