ANÁLISE DO MODELO AUTÔMATO CELULAR PARA PREVISÃO DA MACROESTRUTURA BRUTA DE SOLIDIFICAÇÃO EM LIGAS METÁLICAS

Abstract

O objetivo do presente trabalho é a implementação e posterior análise crítica do modelo autômato celular para a previsão da macroestrutura bruta de solidificação em ligas metálicas. O modelo implementado é capaz de prever a fração de sólido local, o tamanho e forma dos grãos, a transição colunar-equiaxial e a transferência de calor na solidificação. Durante a implementação, o modelo foi dividido em dois submodelos: um submodelo macroscópico, que soluciona a equação diferencial de condução de calor através do método dos volumes finitos, e um submodelo microscópico, utilizado para prever o crescimento dos grãos através da técnica do autômato celular. Após comparação de seus resultados com dados da literatura, o modelo foi utilizado para simular a solidificação direcional de uma liga Al-7%Si. Os resultados foram analisados criticamente frente ao comportamento físico esperado. Observa-se a presença de um líquido super-resfriado adjacente à frente de crescimento colunar, como mostrado em outros modelos da literatura. Entretanto, existem diversas inconsistências em relação ao perfil de fração de sólido calculado. Nota-se que essas inconsistências são resultantes do processo de acoplamento entre os submodelos micro e macroscópicos e que uma pequena modificação pode eliminar uma dessas inconsistências.

Palavras-chave: transição colunar equiaxial, CET, Monte-Carlo, modelo matemático,
alumínio-silício