EM665A Fundição Gabarito 1

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EM665AB – Proc Met de Fabr 
Nome: _______________________________________________________ RA:_______________
 
Questão 1) Estude a solidificação da liga Al
RA), em termos de composição de fa
se em conta ao menos cinco
temperaturas referentes à linha liquidus e a linha solidus
RA Al-(12-RA)wt%Si 
 
XXXXX0 12 
XXXXX1 11 
XXXXX2 10 
XXXXX3 9 
XXXXX4 8 
XXXXX5 7 
XXXXX6 6 
XXXXX7 5 
XXXXX8 4 
XXXXX9 3 
XXXX10 2 
Proc Met de Fabr – Fundição: 20/09/2014 Nota:___________
Nome: _______________________________________________________ RA:_______________
Estude a solidificação da liga Al-Xwt%Si, (sendo X = 12 menos o último dígito de seu 
em termos de composição de fases (quantidade e composição química esperada) 
cinco pontos (temperaturas), nos quais podem estar 
temperaturas referentes à linha liquidus e a linha solidus / eutética. (2,5 pontos)
wt%Si T = 650C 
Fase Comp
100% L Al-12wt%Si
100% L Al-11wt%Si
100% L Al-10wt%Si
100% L Al-9wt%Si
100% L Al-8wt%Si
100% L Al-7wt%Si
100% L Al-6wt%Si
100% L Al-5wt%Si
100% L Al-4wt%Si
100% L Al-3wt%Si
100% L Al-2wt%Si
Nota:___________ 
Nome: _______________________________________________________ RA:_______________ 
12 menos o último dígito de seu 
ímica esperada) levando-
pontos (temperaturas), nos quais podem estar incluídas as 
pontos). 
 
Comp 
12wt%Si 
11wt%Si 
10wt%Si 
9wt%Si 
8wt%Si 
7wt%Si 
6wt%Si 
5wt%Si 
4wt%Si 
3wt%Si 
2wt%Si 
RA T = Liquidus 
 Fase 
XXXXX0 12 99,5% L
XXXXX1 11 99,5% L
XXXXX2 10 99,5% L
XXXXX3 9 99,5% L
XXXXX4 8 99,5% L
XXXXX5 7 99,5% L
XXXXX6 6 99,5% L
XXXXX7 5 99,5% L
XXXXX8 4 99,5% L
XXXXX9 3 99,5% L
XXXX10 2 99,5% L
 
 T = 600C 
RA Fase 
XXXXX0 12 100%L
XXXXX1 11 100%L
XXXXX2 10 100%L 
XXXXX3 9 11.1 %a 
XXXXX4 8 22.5 %a 
XXXXX5 7 33.9 %a 
XXXXX6 6 45.3 %a 
XXXXX7 5 56.7 %a 
XXXXX8 4 68.1 %a 
XXXXX9 3 79.5 %a 
XXXX10 2 90.9 %a 
Cálculo: 
T = Liquidus 
Comp Fase 
99,5% L Al-12wt%Si 0,5% a 
99,5% L Al-11wt%Si 0,5% a 
99,5% L Al-10wt%Si 0,5% a 
99,5% L Al-9wt%Si 0,5% a 
99,5% L Al-8wt%Si 0,5% a 
99,5% L Al-7wt%Si 0,5% a 
99,5% L Al-6wt%Si 0,5% a 
99,5% L Al-5wt%Si 0,5% a 
99,5% L Al-4wt%Si 0,5% a 
99,5% L Al-3wt%Si 0,5% a 
99,5% L Al-2wt%Si 0,5% a 
 Comp Fase 
100%L Al-12wt%Si 
100%L Al-11wt%Si 
100%L Al-10wt%Si 
11.1 %a Al-1.2wt%Si 88.9 %L 
22.5 %a Al-1.2wt%Si 77.5 %L 
33.9 %a Al-1.2wt%Si 66.1 %L 
45.3 %a Al-1.2wt%Si 54.7 %L 
56.7 %a Al-1.2wt%Si 43.3 %L 
68.1 %a Al-1.2wt%Si 31.9 %L 
79.5 %a Al-1.2wt%Si 20.5 %L 
90.9 %a Al-1.2wt%Si 9.1 %L 
 
 
Comp 
Al-1,6wt%Si 
Al-1,4wt%Si 
Al-1,2wt%Si 
Al-1,1wt%Si 
Al-1,0wt%Si 
Al-0,8wt%Si 
Al-0,7wt%Si 
Al-0,5wt%Si 
Al-0,4wt%Si 
Al-0,3wt%Si 
Al-0,2wt%Si 
Comp 
Al-9.7wt%Si 
Al-9.7wt%Si 
Al-9.7wt%Si 
Al-9.7wt%Si 
Al-9.7wt%Si 
Al-9.7wt%Si 
Al-9.7wt%Si 
Al-9.7wt%Si 
580C 
RA Fase 
XXXXX0 12 4.6 %a 
XXXXX1 11 13.9 %a 
XXXXX2 10 23.1 %a 
XXXXX3 9 32.4 %a 
XXXXX4 8 41.7 %a 
XXXXX5 7 50.9 %a 
XXXXX6 6 60.2 %a 
XXXXX7 5 69.4 %a 
XXXXX8 4 78.7 %a 
XXXXX9 3 88.0 %a 
XXXX10 2 97.2 %a 
Cálculo: 
 T = 575C 
RA Fase 
XXXXX0 12 4.6 %a 
XXXXX1 11 13.9 %a 
XXXXX2 10 23.1 %a 
XXXXX3 9 32.4 %a 
XXXXX4 8 41.7 %a 
XXXXX5 7 50.9 %a 
XXXXX6 6 60.2 %a 
XXXXX7 5 69.4 %a 
XXXXX8 4 78.7 %a 
XXXXX9 3 88.0 %a 
XXXX10 2 97.2 %a 
Cálculo: 
 Comp Fase 
4.6 %a Al-1.7wt%Si 95.4 %L 
13.9 %a Al-1.7wt%Si 86.1 %L 
23.1 %a Al-1.7wt%Si 76.9 %L 
32.4 %a Al-1.7wt%Si 67.6 %L 
41.7 %a Al-1.7wt%Si 58.3 %L 
50.9 %a Al-1.7wt%Si 49.1 %L 
60.2 %a Al-1.7wt%Si 39.8 %L 
69.4 %a Al-1.7wt%Si 30.6 %L 
78.7 %a Al-1.7wt%Si 21.3 %L 
88.0 %a Al-1.7wt%Si 12.0 %L 
97.2 %a Al-1.7wt%Si 2.8 %L 
Comp Fase 
4.6 %a Al-1.7wt%Si 95.4 %e 
13.9 %a Al-1.7wt%Si 86.1 %e 
23.1 %a Al-1.7wt%Si 76.9 %e 
32.4 %a Al-1.7wt%Si 67.6 %e 
41.7 %a Al-1.7wt%Si 58.3 %e 
50.9 %a Al-1.7wt%Si 49.1 %e 
60.2 %a Al-1.7wt%Si 39.8 %e 
69.4 %a Al-1.7wt%Si 30.6 %e 
78.7 %a Al-1.7wt%Si 21.3 %e 
88.0 %a Al-1.7wt%Si 12.0 %e 
97.2 %a Al-1.7wt%Si 2.8 %e 
Comp 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
 
Comp 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
 
 T = 550C 
RA Fase 
XXXXX0 12 4.5 % a 
XXXXX1 11 13.4 % a 
XXXXX2 10 22.3 % a 
XXXXX3 9 31.3 % a 
XXXXX4 8 40.2 % a 
XXXXX5 7 49.1 % a 
XXXXX6 6 58.0 % a 
XXXXX7 5 67.0 % a 
XXXXX8 4 75.9 % a 
XXXXX9 3 84.8 % a 
XXXX10 2 93.8 % a 
Cálculo: 
 T = 500C 
RA Fase 
XXXXX0 12 4.3 % a 
XXXXX1 11 12.8 % a 
XXXXX2 10 21.4 % a 
XXXXX3 9 29.9 % a 
XXXXX4 8 38.5 % a 
XXXXX5 7 47.0 % a 
XXXXX6 6 55.6 % a 
XXXXX7 5 64.1 % a 
XXXXX8 4 72.6 % a 
XXXXX9 3 81.2 % a 
XXXX10 2 89.7 % a 
Cálculo: 
Comp Fase 
4.5 % a Al-1.3wt%Si 95.5 %e 
13.4 % a Al-1.3wt%Si 86.6 %e 
22.3 % a Al-1.3wt%Si 77.7 %e 
31.3 % a Al-1.3wt%Si 68.8 %e 
40.2 % a Al-1.3wt%Si 59.8 %e 
49.1 % a Al-1.3wt%Si 50.9 %e 
58.0 % a Al-1.3wt%Si 42.0 %e 
67.0 % a Al-1.3wt%Si 33.0 %e 
75.9 % a Al-1.3wt%Si 24.1 %e 
84.8 % a Al-1.3wt%Si 15.2 %e 
93.8 % a Al-1.3wt%Si 6.2 %e 
Comp Fase 
4.3 % a Al-0.8wt%Si 95.7 %e 
12.8 % a Al-0.8wt%Si 87.2 %e 
21.4 % a Al-0.8wt%Si 78.6 %e 
29.9 % a Al-0.8wt%Si 70.1 %e 
38.5 % a Al-0.8wt%Si 61.5 %e 
47.0 % a Al-0.8wt%Si 53.0 %e 
55.6 % a Al-0.8wt%Si 44.4 %e 
64.1 % a Al-0.8wt%Si 35.9 %e 
72.6 % a Al-0.8wt%Si 27.4 %e 
81.2 % a Al-0.8wt%Si 18.8 %e 
89.7 % a Al-0.8wt%Si 10.3 %e 
Comp 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
 
Comp 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
Al-12.5wt%Si 
 
Questão 2) Estude a preenchimento do molde utilizando
questão 1 (Al-Xwt%Si, sendo X = 
velocidades de fluxo nos pontos 
c) o tempo esperado para o total preenchimento e d) utilizando
sendo 14 cm calcule o diâmetro do massalote (D
= 1,27 * 10-6 m2/s; tmassalote = 1,1 * t
pontos). 
 
a) Velocidade do Fluxo: 
Ponto A: Como não há indicação de altura a mais: 0m/s
Do ponto A ao ponto B não há alteração de área.
Ponto B: V = (2*g*h)1/2 = (2*9,8*0,20)
Do ponto B ao ponto C há alteração de área 
Ponto C: Q = AB*VB = AC * VC = (
Lembrar que o metal chega a superfície toda na base (ou na entrada de C)
Ponto C: (pi*0,052)/4 * 1,98 = (pi 
Ponto D - Independe do Diâmetro da Massalote 
preenche o molde e volta à mesma altura tem
 
b) Nível de turbulência. 
Ponto A: Re = VADA/ν = 0 
Ponto B: Re = VBDB/ν = 1,98m/s*(0,05m)/(1,27 * 10
Ponto C: Re = VCDC/ν = 0,22m/s*(0,15m)/(1,27 * 10
Ponto D: Re = VDDD/ν = 0 
 
Estude a preenchimento do molde utilizando-se de sua liga específica 
Xwt%Si, sendo X = 12 menos o último dígito de seu RA
velocidades de fluxo nos pontos A, B, C e D. b) o nível de turbulência nos pontos A, B, C e D. 
c) o tempo esperado para o total preenchimento e d) utilizando-se a altura do massalote como 
calcule o diâmetro do massalote (DM) paraevitar defeitos. Dados: (g = 9,78m/s
= 1,1 * tpeça (frente plana) ou tmassalote = 1,2 * t
Como não há indicação de altura a mais: 0m/s 
Do ponto A ao ponto B não há alteração de área. 
= (2*9,8*0,20)1/2 = 1,98m/s 
Do ponto B ao ponto C há alteração de área -> Lei da continuidade. 
= (piDB2)/4 * VB = (piDC2)/4 * VC 
Lembrar que o metal chega a superfície toda na base (ou na entrada de C) 
 0,152)/4 * VC => VC = 0,22m/s 
Independe do Diâmetro da Massalote - Como a velocidade em A é de 0m/s o líquido 
mesma altura tem-se 0,00m/s ao final, como um pêndulo.
= 1,98m/s*(0,05m)/(1,27 * 10-6 m2/s) = 77950 
= 0,22m/s*(0,15m)/(1,27 * 10-6 m2/s) = 26000 
específica determinada na 
12 menos o último dígito de seu RA). Determinar: a) as 
A, B, C e D. b) o nível de turbulência nos pontos A, B, C e D. 
ltura do massalote como 
Dados: (g = 9,78m/s2; υ 
peça (frente rugosa) (2,5 
 
Como a velocidade em A é de 0m/s o líquido 
como um pêndulo. 
d) Para alunos com RA entre 0, 1 e 2 utilizar tSol do Massalote = 1,1 tSol da Peça (proximo ao eutético) para 
os demais tSol do Massalote = 1,2 tSol da Peça. Regra de Chrorinov de forma simplificada e sem levar 
em conta a área de contato entre peça e massalote para simplificar. 
tSM = C*(VM/AM) = C*(((piDM2/4)*HM)/(piDM*HM))2 = C* (pi2*DM3HM2)2 = C * pi4 * HM4 * DM6 
tSP = C*(VP/AP) = C*(((piDP2/4)*HP)/(piDP*HP))2 = C* (pi2*DP3HP2)2 = C * pi4 * HP4 * DP6 
Para alunos RA 0, 1 e 2: 
tSM = 1,1 tSM => 
C * pi4 * (0,14)4 * DM6 = 1,1 C* pi4 * (0,07)4 * (0,15)6 => DM = 0,096m 
Para alunos RA 3 ou maior: 
tSM = 1,2 tSM => 
C * pi4 * (0,14)4 * DM6 = 1,2 C* pi4 * (0,07)4 * (0,15)6 => DM = 0,097m 
 
c) Tempo de enchimento depende do diâmetro massalote, portanto deixar para o final: No entanto 
para ser mais realista, considerar a velocidade intermediária entre os pontos, ou seja, entre A e 
B, (VA + VB)/ 2 e assim por diante. 
 
Canal: 
t = tAB + tBC + tCD = 
tAB = QAB / VolAB = (((piDB2)/4)*((VA + VB)/2)) / (((piDA2)/4)*HAB) + (piDB2)/4*HB))) 
tAB = QAB / VolAB = (((pi0,052)/4)*((0 + 1,98)/2)) / (((pi0,052)/4)*0,2) + (pi0,052)/4*0,01))) 
tAB = (0,00196m2*0,99m/s) / (0,00039 + 0,00002m3) = 4,73s 
tBC = QBC / VolBC = ((piDP2)/4) * ((VB + VC)/2) / (((piDP2)/4)*HP) 
tBC = QBC / VolBC = ((pi0,152)/4) * ((1,98 + 0,22)/2) / (((pi0,152)/4)*0,07) 
tBC = (0,01767m2*1,09m/s) / (0,00124m3) = 15,7s 
tCD = QCD / VolCD = ((piDM2)/4) * ((VC + VD)/2) / ((((piDM2)/4)*HM) 
tCD = QCD / VolCD = ((pi0,0972)/4) * ((0,22 + 0)/2) / ((((pi0,0972)/4)*0,14) 
tCD = (0,00739m2*0,109m/s) / (0,00103m3) = 0,79s 
t = 4,73 + 15,7 + 0,79 = 21,22s