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metadata.dc.type: Dissertação
Title: Simulação numérica do perfil de microssegregação na solidificação rápida de um sistema Ag-Cu
metadata.dc.creator: Trigueiro, Pollyana de Aragão
metadata.dc.contributor.advisor1: Ferreira, Romulo Adolfo Heringer
metadata.dc.description.resumo: Foi utilizado um modelo para simular a distribuição de soluto durante a solidificação rápida de um sistema Ag-15%Cu com superresfriamentos iniciais de 5 K, 10 K e 30 K. Boettinger et al (1987) mediram o perfil de microssegregação em ligas Ag-Cu tratadas superficialmente com um feixe de laser (resolidificação). Nesse trabalho, os autores constataram uma variação irregular para a concentração de cobre em seções transversais de células nas microestruturas resolidificadas. Em alguns casos um perfil de concentração ao longo do raio em forma de W foi medido. Os modelos de microssegregação atuais, em geral, preveem uma variação monotônica da concentração em função do raio da célula, o que aparentemente não está de acordo com as medições obtidas. No presente trabalho, foi usado um modelo numérico para avaliar a solidificação de uma liga Ag-Cu em condições análogas às do experimento de Boettinger. Os resultados numéricos são para uma gota metálica esférica, inicialmente líquida, resfriada por convecção. A solidificação tem início no centro da gota em um superresfriamento dado. O algoritmo usado foi desenvolvido previamente para um modelo baseado na tomada de médias volumétricas das grandezas e das equações de balanço descritivas em um volume elementar representativo para tratar com uma mistura sólido/líquido. No interior da gota, os transportes de energia e massa são processos puramente difusivos de grandezas médias. O algoritmo usado permite não apenas uma análise global dos fenômenos que ocorrem durante o processo de solidificação, mas também uma análise local das grandezas envolvidas, o que demonstrou ser condição necessária para a previsão dos perfis não monotônicos de microssegregação, tais como os medidos no experimento mencionado acima.
Abstract: A model was used to simulate solute distribution during rapid solidification of a system Ag-15%massCu with initial undercooling of 5 K, 10 K and 30 K. Boettinger et al (1987) measured the microsegregation profile in Ag-Cu alloys superficially treated with a focused electron beam (resolidification). In that work, they found an irregular variation for Cu concentration in cross sections of the resolidified microstructures. In some cases, the profile of concentration versus radius presented a W shape. Current models of microsegregation predict a monotonic variation the concentration depending on the cell radius, which are apparently not in accordance with the acquired measurements. The present study used a numeric model to evaluate the solidification of Ag-Cu alloy under same conditions to the Boettinger´s experiment. Numerical results are for a metallic spherical drop, initially liquid, cooled by convection. Solidification starts in the center of the droplet in a given undercooling. The algorithm used here is based on a model in volumetric average of the quantities and the balance equations in a representative elementary volume for treating a solid/liquid mixture. Inside the droplet transport of energy and mass are repurely diffusive processes of average quantities. The algorithm used permitted a global analysis of the phenomena occurring during the solidification process, as well as a local analysis of the quantities involved, which has been shown to be a prerequisite for the prediction of non-monotonic profiles of microsegregation, such as those measured in the experiment mentioned above.
Keywords: Solidificação
Microssegregação
Ag-Cu
Simulação numérica
Solidification
Microsegregation
Ag-Cu
Numerical modeling
metadata.dc.subject.cnpq: ENGENHARIAS
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal da Paraí­ba
metadata.dc.publisher.initials: UFPB
metadata.dc.publisher.department: Engenharia de Materiais
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
Citation: TRIGUEIRO, Pollyana de Aragão. Simulação numérica do perfil de microssegregação na solidificação rápida de um sistema Ag-Cu. 2013. 100 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) - Universidade Federal da Paraí­ba, João Pessoa, 2013.
metadata.dc.rights: Acesso aberto
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/tede/444
Issue Date: 30-Sep-2013
Appears in Collections:Centro de Tecnologia (CT) - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais

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