Una metodología para definir el criterio Niyama reforzada con el análisis de la fracción sólida: aplicación a la fundición en arena de barras de acero
Autores: Manjabacas, María Carmen; Miguel, Valentín
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Porosidad de solidificación
Microporosidad
Criterio de Niyama
Criterios de fracción sólida
Porcentaje de solidificación
Solidificación de metales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 6
Citaciones: Sin citaciones
Los criterios de Niyama y de fracción sólida se utilizan para predecir la porosidad de solidificación y microporosidad en la simulación computacional de procesos de fundición. La fracción sólida nos permite determinar las áreas que se solidifican por último y que son candidatas a presentar porosidad si un sistema de alimentación no está correctamente diseñado. El criterio de Niyama se obtiene localmente en función de los gradientes térmicos y de enfriamiento en un punto de la fundición líquida. El valor de Niyama en un punto de fundición varía rápidamente de tasas bajas a altas durante la última parte de la solidificación del metal, lo que exige que se defina el porcentaje de solidificación del metal para determinar el número de Niyama. Además, el umbral de Niyama que establece la solidez de la pieza de trabajo puede variar según la naturaleza del metal o del sistema de fundición. En este artículo, se presenta una metodología para determinar el porcentaje de solidificación. El método se basa en la evolución del número de Niyama durante el proceso de solidificación en diferentes puntos clave. Estos puntos son validados por el criterio de fracción sólida como saludables o, por el contrario, como candidatos a contener porosidad. Además, se revisan algunas consideraciones del criterio de fracción sólida, ya que el valor umbral para el cual se puede definir el aislamiento de las últimas áreas de solidificación no está claro. La investigación se valida mediante los criterios empíricos de fundición existentes en la literatura para obtener piezas sólidas y se aplica a barras de acero de bajo carbono producidas por fundición en arena.
Descripción
Los criterios de Niyama y de fracción sólida se utilizan para predecir la porosidad de solidificación y microporosidad en la simulación computacional de procesos de fundición. La fracción sólida nos permite determinar las áreas que se solidifican por último y que son candidatas a presentar porosidad si un sistema de alimentación no está correctamente diseñado. El criterio de Niyama se obtiene localmente en función de los gradientes térmicos y de enfriamiento en un punto de la fundición líquida. El valor de Niyama en un punto de fundición varía rápidamente de tasas bajas a altas durante la última parte de la solidificación del metal, lo que exige que se defina el porcentaje de solidificación del metal para determinar el número de Niyama. Además, el umbral de Niyama que establece la solidez de la pieza de trabajo puede variar según la naturaleza del metal o del sistema de fundición. En este artículo, se presenta una metodología para determinar el porcentaje de solidificación. El método se basa en la evolución del número de Niyama durante el proceso de solidificación en diferentes puntos clave. Estos puntos son validados por el criterio de fracción sólida como saludables o, por el contrario, como candidatos a contener porosidad. Además, se revisan algunas consideraciones del criterio de fracción sólida, ya que el valor umbral para el cual se puede definir el aislamiento de las últimas áreas de solidificación no está claro. La investigación se valida mediante los criterios empíricos de fundición existentes en la literatura para obtener piezas sólidas y se aplica a barras de acero de bajo carbono producidas por fundición en arena.