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

2 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva Algo mais complexo que um binário- como tratar? (Bancos completos) Banco de dados TCFE7 Elementos Fe, C, Cr Rejeitar as fases: HCP, GRA, DIA Cálculo inicial 1000C, 0,1%C, 18%Cr E ainda mais complexo? Liquidus, por exemplo? (aguarde!!!)

3 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva System definer - Elementos

4 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva Equilibrium Calculator- Ponto inicial e eixos

5 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva Plot Renderer

6 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva Diagrama ternário Fe-Cr-C isoterma 1000C

7 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva Zoom

8 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva Liquidus e transformações em um aço mais complexo (mais próximo a realidade) Cr C T TEMPERATURE_CELSIUS MASS_PERCENT C Usar banco de dados TCFE7 Definir elementos Fe, C, Cr, Ni, Mn Rejeitar fases indesejadas Equilibrio inicial 1000C e 0,2%C, 0,4%Cr, 0,1%Ni, 0,4%Mn Variar a T Gráfico de NP(*) ou “Amount of Phase”

9 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva Escolher os elementos no System Definer

10 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva Eliminar (ou DORMANT) as fases indesejadas

11 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva Equilibrium Calculator- Um ponto inicial e o eixo T

12 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva Gráfico T vs Quantidade de Fase

13 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva

14 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva Diagrama N (Fase) versus T

15 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva 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

16 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva Controlando o N em aço para conformação Normal Anormal N mínimo AlN N máximo AlN

17 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva Calculo da Precipitação de AlN: Fe,0.05%C,0.03%Al %N

18 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva Eliminar: GRA, DIA, Criar um “Equilibrium Calculator”

19 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva Definir o primeiro equilíbrio e a faixa de T a variar

20 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva Criar o PLOT Renderer (o default já é o que queremos!)

21 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva Mude o eixo y para LOG para ver melhor o AlN!

22 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva 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

23 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva Volume (para bancos de dados que tem esta propriedade)

24 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva System Definer – só Fe

25 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva Equilibrium Calculator, variar só T: 25 a 1800C e usar 1g de Fe

26 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva O volume de 1g em m3 (!)

27 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva O Volume de 1g

28 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva E a densidade (precisamos definir uma função!!)

29 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva A função aparece no Plot Renderer!

30 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva E o gráfico da densidade (nem todos os Databases tem V, infelizmente!!)

31 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva Trincamento de aço peritético no lingotamento contínuo Emi and Fredriksson Materials Science and Engineering A (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%

32 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva Escolhendo banco de dados e sistema (1)

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36 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva Definindo o gráfico antes de comandar PERFORM

37 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva Ou

38 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva Legend option: STABLE PHASES

39 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva O aço Peritético

40 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva Como superpor os gráficos? Definir os mesmos eixos!!!

41 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva Os dois aços superpostos

42 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva Agradando o gerente: Densidade vs T Definir em cada equilíbrio uma função densidade

43 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva P

44 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva A Entalpia por grama

45 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva Calculando o Cp = HM(  ).T No TC a derivada é definida assim. Basta criar as funções no EQUILIBRIUM CALCULATOR

46 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva Variando a temperatura de 25 até 1600C

47 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva Acessar a função no PLOT RENDERER

48 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva O Cp do Fe- CCC

49 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva E a entalpia de cada uma das fases para todas as Ts?

50 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva No Plot Renderer

51 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva H Fe, BCC, K, 1atm=0

52 © 2005,14 André Luiz V. da Costa e Silva Fim da parte 3 Agradecimentos e apoios Projeto: “Síntese, Processamento, Modelagem e Caracterização de Óxidos Funcionais” – Faperj Processo E-26/ /2010