Resumo Solidificação - Processos metalurgicos de fundição

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RESUMO 
Solidificação: 
Superesfriamento 
Consiste em resfriar um líquido abaixo da sua temperatura de solidificação sem que ele 
passe para o estado sólido. Ele é explicado admitindo que o líquido superesfriado se encontre em 
um estado de equilíbrio dito meta-estável (instável). 
Nucleação 
Formação dos primeiros cristais de dimensões nanométricas. Ocorre quando a energia 
cinética de vários átomos do metal fundido atinge um valor suficientemente baixo para permitir 
que eles ocupem as posições na rede do metal. Primeiramente se forma o núcleo do cristal que, 
então, pela adição de mais átomos, cresce formando grãos ou cristais. 
 Os metais sofrem um super-resfriamento de extensão mensurável, antes que a 
solidificação comece. Quanto maior o grau de super-resfriamento, maior sera o decréscimo na 
energia livre e, portanto, maior será a força motriz para a transformação do líquido em sólido. 
 Se o trabalho requerido para a formação de um nucleo estável é o mesmo em todo volume 
liquido, a nucleação é homogênea (raramente acontece porque os locais preferenciais que 
facilitam a nucleação, tais como paredes de molde, filmes superficiais ou partículas estranhas, 
quase sempre existem). Se existirem locais preferenciais onde a nucleação possa ocorrer mais 
prontamente que em outros, a nucleação é heterogênea. 
 Uma vez que o banho está sempre em contato com molde, e devido ao fluxo de calor, a 
região de maior super-resfriamento deve ser a da superfície externa do banho. Os núcleos crescem 
preferencialmente onde a condutividade térmica é alta. 
Orientação dos cristais 
 Camada externa de fundidos onde cristais orientados ao acaso cresceram em competição 
uns com os outros é chamada de zona coaquilhada. Durante o crescimento diminui o número de 
cristais e desenvolve-se uma orientação preferencial dos cristais que estão favoravelmente 
orientados (sempre na direção de crescimento de dendrita perpendicular a parede do molde), essa 
zona chama-se zona colunar. 
Dendrita 
 Quando um pequeno cristal livre cresce no liquido, este matem seu formato externo até 
que a segregação de soluto impeça o crescimento uniforme das superfícies do cristal. Na medida 
em que a segregação de soluto aumenta, as seis pontas das pirâmides, onde a segregação de soluto 
na interface S/L do crista é menor, começam a projetar-se formando eixos principais de dendrita. 
Os ramos primários crescerão a partir dos eixos principais em posições locais com a menor 
segregação de soluto. 
Se existir convecção e composicional, as dendritas crescerão irregularmente, pois os 
ramos dendriticos crescem evitando regiões com segregação de soluto maior. Isto ocorre, como 
foi previamente discutido, uma vez que a segregação de soluto reduz o super-resfriamento na 
interface em avanço que determina a taxa de crescimento dos ramos dendriticos.