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1 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva
Usando Thermo-calc Sistemas de mais alta ordem
Funções Termodinâmicas(Parte 3)
André Luiz V da Costa e Silva
Roberto R Avillez
Flávio Beneduce
Ake Jansson
Julho de 2014
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Algo mais complexo que um binário- como tratar? (Bancos completos)
Banco de dados TCFE7Elementos Fe, C, CrRejeitar as fases: HCP, GRA, DIACálculo inicial 1000C, 0,1%C, 18%Cr
E ainda mais complexo?Liquidus, por exemplo? (aguarde!!!)
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System definer - Elementos
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Equilibrium Calculator- Ponto inicial e eixos
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Plot Renderer
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Diagrama ternário Fe-Cr-C isoterma 1000C
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Zoom
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Liquidus e transformações em um aço mais complexo (mais próximo a realidade)
Cr
C
T
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
TE
MP
ER
AT
UR
E_C
EL
SIU
S
0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4
MASS_PERCENT C
Usar banco de dados TCFE7Definir elementos Fe, C, Cr, Ni, MnRejeitar fases indesejadasEquilibrio inicial 1000C e 0,2%C, 0,4%Cr, 0,1%Ni, 0,4%MnVariar a T
Gráfico de NP(*) ou “Amount of Phase”
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Escolher os elementos no System Definer
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Eliminar (ou DORMANT) as fases indesejadas
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Equilibrium Calculator- Um ponto inicial e o eixo T
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Gráfico T vs Quantidade de Fase
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Diagrama N (Fase) versus T
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Exemplo: Cálculo da T líquidus de um Aço
• Composição do Aço:0,2%C, 0,4%Cr, 0,1%Ni, 0,4%Mn• Definir o MATERIAL• Escolher o banco de dados: TCFE7• Eliminar as fases indesejadas: Grafite e Diamante (rejeitar
ou suspender?)• Definir CONDIÇÕES para calcular um PRIMEIRO equilíbrio
ex: T=1000 C P=1atm N=1• Calcular o equilíbrio• Definir o MAP/ STEP (variar a Temperatura)• Fazer o GRÁFICO
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Controlando o N em aço para conformação
Normal
Anormal
N mínimo
AlN
N máximo
AlN
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Calculo da Precipitação de AlN: Fe,0.05%C,0.03%Al 0.0050%N
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Eliminar: GRA, DIA, Criar um “Equilibrium Calculator”
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Definir o primeiro equilíbrio e a faixa de T a variar
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Criar o PLOT Renderer(o default já é o que queremos!)
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Mude o eixo y para LOG para ver melhor o AlN!
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E outras funções termodinâmicas importantes?
• Cada vez que o Thermo-calc faz algum cálculo, ele calcula TODAS as funções termodinâmicas. O usuário decide o que ver!!
• Exemplos:– Volume do ferro vs T– Entalpia do ferro e das fases do ferro vs T– Densidade do ferro vs T
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Volume (para bancos de dados que tem esta propriedade)
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System Definer – só Fe
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Equilibrium Calculator, variar só T: 25 a 1800C e usar 1g de Fe
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O volume de 1g em m3 (!)
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O Volume de 1g
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E a densidade (precisamos definir uma função!!)
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A função aparece no Plot Renderer!
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E o gráfico da densidade (nem todos os Databases tem V, infelizmente!!)
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Trincamento de aço peritético no lingotamento contínuo
Emi and FredrikssonMaterials Science and Engineering A 413-414 (2005) 2–9
The rate of volume change is one of the KEY FACTORS for the incidence of cracks in peritectic steels in continuous casting.
CALCULAR A VARIAÇÃO VOLUMÉTRICA DE DOIS AÇOS:C=0,05% e C=0,19%
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Escolhendo banco de dados e sistema (1)
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Definindo o gráfico antes de comandar PERFORM
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Ou
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Legend option: STABLE PHASES
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O aço Peritético
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Como superpor os gráficos?
Definir os mesmos eixos!!!
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Os dois aços superpostos
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Agradando o gerente: Densidade vs T
𝜌 ( 𝑔𝑐𝑚3 )=56 𝑔(1𝑚𝑜𝑙)
𝑉 /¿ ¿
Definir em cada equilíbrio uma função densidade
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P
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A Entalpia por grama
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Calculando o Cp
𝜕𝐻𝜑
𝜕𝑇= HM(j).T No TC a derivada é definida assim.
Basta criar as funções no EQUILIBRIUM CALCULATOR
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Variando a temperatura de 25 até 1600C
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Acessar a função no PLOT RENDERER
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O Cp do Fe- CCC
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E a entalpia de cada uma das fases para todas as Ts?
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No Plot Renderer
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H Fe, BCC, 298.15K, 1atm=0
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Fim da parte 3
Agradecimentos e apoios
Projeto: “Síntese, Processamento, Modelagem e Caracterização de Óxidos Funcionais” – Faperj Processo E-26/110.558/2010