Análisis y comparación de diferentes modelos del cambio de fase eutectoide de una fundición de grafito esferoidal

FERNANDO DIEGO CARAZO

Buenos Aires

Jornada; PRIMERAS JORNADAS DE INTERCAMBIO Y DIFUSIÓN DE LOS RESULTADOS DE INVESTIGACIONES DE LOS DOCTORANDOS EN INGENIERÍA; 2010

UTN

En este trabajo se comparan los resultados obtenidos de la simulación numérica del enfriamiento de una fundición de grafito esferoidal de composición eutéctica según diferentes modelos de la transformación eutectoide estable y metaestable. El cambio de fase eutectoide estable se simula aplicando tres modelos: el primero considera la difusión del carbono desde la austenita hacia los nódulos de grafito y hacia la austenita no transformada, asumiendo que en la interfase ferrita/grafito ocurre una reacción interfacial y en la interfase ferrita/austenita equilibrio, el segundo modelo considera que la concentración de carbono en la interfase ferrita/grafito es la de equilibrio, finalmente, el tercer modelo sólo contempla la difusión del carbono desde la austenita hacia los nódulos de grafito asumiendo que las concentraciones de carbono en todas las interfases son las de equilibrio. Para el estudio de la transformación eutectoide metaestable se analiza la influencia que en el modelado de dicha transformación tiene la ley de nucleación de la perlita; para esto se proponen tres leyes de nucleación: una instantánea función de la velocidad de enfriamiento, una continua función del sobreenfriamiento y, finalmente, una ley continua del tipo exponencial. La ecuación de energía, planteada a nivel de escala macroscópica, se resuelve mediante el método de los elementos finitos y el acoplamiento térmico-microestructural se realiza por el método del calor latente. Se discuten las diferencias y se identifican ventajas y dificultades de cada modelo. Por último, los resultados numéricos son validados con los resultados obtenidos de los ensayos realizados con probeteros para determinación de carbono equivalente.