Modelado Multi-Escala de la Micro-Segregación del Cobre y del Manganeso durante la Solidificación de una Fundición Nodular

Abstract

En este artículo se presenta un análisis numérico multi-escala del efecto del cobre y del manganeso en la solidificación de una fundición nodular. La micro-segregación de los elementos mencionados es modelada con la ley de Gulliver-Scheil e implementada en un modelo micro-estructural de la solidificación basado en la teoría pluri-nodular. A nivel macro-estructural el problema de transferencia de calor es resuelto en el contexto del método de los elementos finitos. El modelo es empleado en la simulación termo-metalúrgica del enfriamiento de tres fundiciones nodulares levemente hiper-eutécticas coladas en probeteros cilíndricos para determinación del carbono equivalente con cantidades variables de cobre y manganeso. Los resultados correspondientes a la evolución de la temperatura, las fracciones de grafito, ferrita y perlita, la distribución de tamaños y el total de nódulos de grafito por unidad de volumen para las tres composiciones son presentados y comparados.