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Modelado por computadora de la formación de la estructura granular durante el enfriamiento, incluyendo algoritmos con pre- y post-solidificación

Autores: Ramírez-López, Adán; Dávila-Maldonado, Omar; Nájera-Bastida, Alfonso; Morales, Rodolfo Dávila; Muñiz-Valdés, Carlos Rodrigo; Rodríguez-Ávila, Jafeth

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias de los Materiales

Subcategoría

Materiales estructurales

Palabras clave

Simulación
Crecimiento de granos
Acero
Solidificación
Métodos matemáticos
Algoritmos

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 4

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La simulación del proceso de crecimiento de granos, en función de las condiciones de transferencia de calor del acero, es útil para predecir las estructuras de grano de los productos de acero colado continuo. Muchos autores han desarrollado modelos basados en métodos numéricos para simular el crecimiento de granos durante la solidificación del metal. Sin embargo, la naturaleza anisotrópica de las estructuras de grano hace necesario el empleo de nuevos métodos matemáticos como la teoría del caos, los fractales y las teorías probabilísticas y estocásticas de simulación. El problema es significativo para los acererías para evitar defectos en los productos y controlar la microestructura del acero durante el proceso de colado continuo. Este trabajo discute la influencia de los tiempos de solidificación nodal y los algoritmos informáticos en la formación dinámica de las zonas de enfriamiento, columnar y equiaxial, incluyendo fenómenos físicos como la nucleación y el crecimiento de granos. Además, el modelo incorpora rutinas de pre-nucleación y pre-crecimiento en el algoritmo original. Se describe la influencia de los criterios de parámetros matemáticos y probabilidades sobre la morfología de los granos obtenida después de la solidificación. Finalmente, un análisis de estos algoritmos elucida las diferencias entre estas estructuras y las obtenidas de modelos que consideran solo la solidificación.

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