Fundição: Mercado, Processos e Metalurgia - Engenharia ...

Fundição: Mercado, Processos e Metalurgia
V.2 - TRANSFERÊNCIA DE CALOR
"A velocidade de solidificação depende da capacidade de extração de calor do
molde, sendo máxima para moldes refrigerados à água
e mínima para moldes em areia e gesso"
Os modos de transferência de calor envolvidos por ocasião do vazamento do
metal no molde e da solidificação do metal vão definir a velocidade de solidificação - e
por conseguinte - o refino da estrutura. Essa análise permite formular equações que
definam o perfil de temperaturas de uma peça e/ou como a espessura solidificada varia
com o tempo. Em muitas aplicações isto pode ser ignorado, mas em outras esse tipo de
estudo é fundamental. Um exemplo é a produção de cilindros fundidos com dupla
camada, quando a segunda camada deve ser adicionada à primeira antes dessa se
solidificar por completo, necessitando assim, de um monitoramento do tempo entre os
dois vazamentos. Também no lingotamento contínuo, o comprimento do primeiro estágio
está relacionado com a obtenção de uma espessura solidificada que garanta uma
resistência adequada da placa para a continuação do processo.
O metal superaquecido ao encontrar o molde à temperatura ambiente transfere
calor para este, aquecendo-o e iniciando o processo de solidificação. Que modos de
transferência de calor aí estão envolvidos? Inicialmente são feitas algumas simplificações
como, por exemplo, considerar que o molde é bastante espesso - portanto sua temperatura
externa permanece inalterada - e que o metal é vazado à temperatura de fusão (sem
superaquecimento). Assim o calor se propaga no metal já solidificado e no molde, da
forma esquematizada na Figura V.3. Nesta Figura a letra K se refere à transferência de
calor por condução e a letra N se refere à transferência de calor Newtoniana que age na
interface metal-molde - normalmente recoberta com tintas - retardando a solidificação.
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