INVESTIGADORES
SCHVEZOV Carlos Enrique
congresos y reuniones científicas
Título:
Modelización dinámica de la solidificación unidireccional de metales - Primeros Avances
Autor/es:
PABLO FAVILLA, MARÍA LAURA VERA, MARIO ROSENBERGER, SERGIO GUEIJMAN, ALICIA ARES;; SCHVEZOV, C
Lugar:
Posadas, Argentina
Reunión:
Congreso; 3as Jornadas de Investigación Científico Tecnológicas 2005 de la UNaM; 2005
Institución organizadora:
fceqyn y segcyt - unam
Resumen:
Las propiedades mecánicas de los materiales están íntimamente relacionadas con su
microestructura. Existen numerosos procesos y tratamientos empleados para adecuar la
misma a las condiciones más apropiadas a la aplicación de los mismos. En el caso de los
materiales metálicos los tratamientos para modificar la microestructura pueden ser
volumétricos o superficiales; con o sin reacción química; por deformación plástica, en frío o
en caliente. Lo que se busca es eliminar alguna de estas etapas con el objetivo de reducir los
costos durante la fabricación de la pieza con las propiedades requeridas para su aplicación.
En este reporte se presenta el desarrollo de la modelización del proceso de
solidificación de un metal puro utilizando análisis por Elementos Finitos para estudiar los
parámetros a controlar durante el proceso de solidificación y aplicarlo a la solidificación a
aleaciones de interés tecnológico.
El sistema que se desea
modelar consiste en una probeta
cilíndrica parcialmente solidificada
colocada en un crisol con su eje
longitudinal en posición vertical
(Fig.1). El extremo inferior del
cilindro está en contacto con una
placa de cobre , a través de la cual
se extrae calor del sistema, y la
superficie lateral del cilindro, en
contacto con el crisol, puede
considerarse adiabática.
Se desarrolló un modelo del proceso de solidificación de un metal puro considerando
una extracción de calor unidireccional constante, se hacen simplificaciones por simetría de la
geometría y la simulación se realiza en estado no estacionario. Con los resultados se analiza
la sensibilidad del método numérico empleando diferentes densidades de malla.
Se analizó la importancia de la extracción calórica manteniendo iguales todas las otras
condiciones del modelo y se comprueba que al aumentar la extracción de calor disminuyen
los tiempos necesarios para que todo el material solidifique completamente. Se pudo
observar que introduciendo gradientes iniciales se obtienen tiempos de procesamiento de
datos menores y una disminución notable del estado transitorio. Los tiempos para la
solidificación completa obtenidos del modelo numérico están de acuerdo con los dados por la
solución analítica, teniendo en cuenta las aproximaciones que se hicieron. Se probó la
convergencia del modelo resolviendo el problema con diferentes densidades de mallas, las
cuales dieron prácticamente el mismo resultado. Por lo tanto se prefiere la malla menos
densa ya que los tiempos de procesamiento son mucho menores.