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Previous issue date: 2011 / Este trabalho apresenta um estudo teórico-experimental sobre os efeitos da convecção
termossolutal sobre os espaçamentos dendríticos primários de ligas hipoeutéticas Sn-Pb.
Assim, um dispositivo experimental de configuração horizontal refrigerado a água foi
construído e amostras do referido sistema de ligas foram solidificadas direcionalmente sob
condições transientes de extração de calor. Um método teórico-experimental é aplicado para
determinar as velocidades de deslocamento da isoterma liquidus, os gradientes térmicos e as
taxas de resfriamento. São também apresentados resultados para os respectivos coeficientes
de transferência de calor na interface metal/molde os quais foram calculados a partir de uma
análise comparativa realizada entre os perfis experimentais de temperatura e valores teóricos
fornecidos por um método numérico baseado em volumes finitos. Alguns modelos teóricos
para a previsão dos espaçamentos dendríticos primários são comparados com os resultados
experimentais obtidos. Finalmente, um estudo comparativo é realizado entre resultados
encontrados neste trabalho e aqueles apresentados na literatura para os espaçamentos
dendríticos primários das ligas Sn-Pb investigadas quando solidificadas direcionalmente nos
sistemas verticais ascendente e descendente, sob as mesmas condições. A análise das
microestruturas indica que os espaçamentos dendríticos primários são bastante influenciados
pela direção de crescimento do sólido. / In order to investigate the effect of thermosolutal convection on the primary dendritic
spacings of Pb–Sn hypoeutectic alloys, horizontal directional solidification experiments have
been carried out. For this purpose, a water-cooled solidification experimental apparatus was
developed and specimens were solidified in unsteady state heat flow conditions. A combined
theoretical and experimental approach is developed to quantitatively determine the
solidification thermal parameters: tip growth rates, thermal gradients and cooling rates. The
results also include transient metal/mold heat transfer coefficients, determined from
comparisons between the experimental thermal profiles in castings and the simulations
provided by a finite difference heat flow program. A comparison between theoretical models
that predict primary dendritic spacings with the experimental results generated in this study is
conducted. A comparative study between some experimental data of this work and those from
the literature proposed to predict the primary dendritic spacings during upward and downward
vertical unsteady-state directional solidification of Sn–Pb alloys have is presented. The
observation of the microstructures has indicated that the primary dendritic spacings have been
affected by the direction of growth, increasing in conditions of horizontal solidification when
compared with those obtained during upward and downward vertical solidification of Sn–Pb
hypoeutectic alloys analyzed.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpa.br:2011/5557 |
| Date | January 2011 |
| Creators | NOGUEIRA, Márcio Roberto Alves |
| Contributors | MOREIRA, Antonio Luciano Seabra, ROCHA, Otávio Fernandes Lima da |
| Publisher | Universidade Federal do Pará, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, UFPA, Brasil, Instituto de Tecnologia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPA, instname:Universidade Federal do Pará, instacron:UFPA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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