Modelado Computacional de la Solidificación de la Fundición de Hierro Nodular: Predicción de la Distribución de los Elementos de Aleación

Abstract

La microestructura de la fundición nodular está formada por nódulos de grafito insertos en una matriz metálica. Los elementos de aleación empleados y sus distribuciones dentro de la matriz metálica son factores importantes, ya que de ellos dependen el tipo de microestructura y las propiedades mecánicas del material. La Distribución de los Elementos de Aleación (DEA) se define principalmente durante el proceso de solidificación del material. En este trabajo se determina la DEA mediante una simulación computacional. La evolución de las fases y la DEA se obtienen resolviendo un problema de frontera móvil. El dominio analizado es una celda unitaria formada por un nódulo de grafito rodeado de un halo de austenita y un halo de material líquido. La formulación es resuelta numéricamente por medio de los métodos explícitos de diferencias finitas a) forward time central space y b) DuFort-Frankel. En este trabajo, se determina el tiempo necesario para obtener las fracciones de fase de equilibrio y las microsegregaciones de silicio y manganeso.