The document discusses various concepts related to solidification during welding processes:
- Grain growth in the weld pool occurs through epitaxial growth from the pre-existing grains in the base metal, avoiding the undercooling needed for nucleation. Grains oriented favorably for growth will overtake others.
- Solidification begins at the liquidus temperature. Columns of solid grow perpendicular to the solid-liquid interface for maximum heat extraction into the substrate. In cubic metals, grains with orientations allowing perpendicular growth (e.g. [100] direction in cubic metals) will dominate.
- Constitutional supercooling near the weld centerline can lead to equiaxed grain formation. Microsegregation and none
1. O documento discute discordâncias em materiais cristalinos, defeitos que causam distorções na estrutura cristalina e afetam a deformação plástica e resistência mecânica.
2. As discordâncias se movimentam durante a deformação plástica, e a resistência pode ser aumentada restringindo seu movimento, por exemplo, reduzindo o tamanho de grão.
3. Vários tratamentos térmicos como recuperação e recristalização podem alterar as discordâncias e propriedades do material.
O documento descreve as características do ferro fundido nodular, incluindo sua microestrutura composta por grafita em forma de nódulos esféricos inseridos em uma matriz de perlita ou ferrita, e como sua adição de magnésio promove essa morfologia nodular durante a solidificação. Também discute os efeitos da composição química, tratamentos térmicos e propriedades mecânicas resultantes.
As quatro equações de Maxwell unificam eletricidade e magnetismo em uma única teoria do eletromagnetismo. A Lei de Gauss relaciona o fluxo elétrico com a carga elétrica interna. A Lei de Gauss para o magnetismo estabelece que o fluxo magnético é sempre nulo. A Lei de Ampère relaciona o fluxo magnético com a corrente elétrica. A Lei de Faraday estabelece que uma variação do fluxo magnético induz um campo elétrico.
O documento discute o processo de fundição, incluindo: 1) As etapas da fabricação de peças metálicas por fundição como confecção do molde e modelo, fusão do metal, vazamento no molde e desmoldagem; 2) Fatores a serem considerados no projeto de peças fundidas como espessura de paredes, contração do metal e localização de machos; 3) Defeitos possíveis como inclusões, porosidade, trincas e segregação.
Apostila manual de hidraulica azevedo nettoHigo Rafael
Este documento parece estar vazio ou não conter nenhum conteúdo legível. Pode ter havido um erro ao copiar ou transmitir o texto. Em resumo, o documento não fornece nenhuma informação devido a sua natureza vazia.
Este documento fornece instruções sobre como instalar uma apresentação sobre transferência de calor em um computador e descreve os objetivos e conteúdos da aprendizagem sobre este tema. O documento aborda conceitos como calor, temperatura, expansão térmica, mecanismos de transferência de calor e permutadores de calor.
O documento discute os mecanismos de difusão atômica em sólidos, incluindo difusão por substituição, intersticial e em anel. A difusão depende de fatores como temperatura, estrutura cristalina, defeitos e energia de ativação. A difusão em sólidos porosos e de eletrólitos em soluções também é abordada.
Ciências dos Materiais - Aula 16 e 17 - Apresentação dos Diagramas de fasesFelipe Machado
O documento discute diagramas de fases, definindo-os como representações gráficas das fases estáveis em um sistema em função da temperatura, pressão e composição. Explica conceitos-chave como fases, solubilidade, linhas liquidus e solidus, e estruturas resultantes como ligas eutéticas e eutetoides. Fornece exemplos de diagramas de fases binários para sistemas como chumbo-estanho e alumínio-silício.
1. O documento discute discordâncias em materiais cristalinos, defeitos que causam distorções na estrutura cristalina e afetam a deformação plástica e resistência mecânica.
2. As discordâncias se movimentam durante a deformação plástica, e a resistência pode ser aumentada restringindo seu movimento, por exemplo, reduzindo o tamanho de grão.
3. Vários tratamentos térmicos como recuperação e recristalização podem alterar as discordâncias e propriedades do material.
O documento descreve as características do ferro fundido nodular, incluindo sua microestrutura composta por grafita em forma de nódulos esféricos inseridos em uma matriz de perlita ou ferrita, e como sua adição de magnésio promove essa morfologia nodular durante a solidificação. Também discute os efeitos da composição química, tratamentos térmicos e propriedades mecânicas resultantes.
As quatro equações de Maxwell unificam eletricidade e magnetismo em uma única teoria do eletromagnetismo. A Lei de Gauss relaciona o fluxo elétrico com a carga elétrica interna. A Lei de Gauss para o magnetismo estabelece que o fluxo magnético é sempre nulo. A Lei de Ampère relaciona o fluxo magnético com a corrente elétrica. A Lei de Faraday estabelece que uma variação do fluxo magnético induz um campo elétrico.
O documento discute o processo de fundição, incluindo: 1) As etapas da fabricação de peças metálicas por fundição como confecção do molde e modelo, fusão do metal, vazamento no molde e desmoldagem; 2) Fatores a serem considerados no projeto de peças fundidas como espessura de paredes, contração do metal e localização de machos; 3) Defeitos possíveis como inclusões, porosidade, trincas e segregação.
Apostila manual de hidraulica azevedo nettoHigo Rafael
Este documento parece estar vazio ou não conter nenhum conteúdo legível. Pode ter havido um erro ao copiar ou transmitir o texto. Em resumo, o documento não fornece nenhuma informação devido a sua natureza vazia.
Este documento fornece instruções sobre como instalar uma apresentação sobre transferência de calor em um computador e descreve os objetivos e conteúdos da aprendizagem sobre este tema. O documento aborda conceitos como calor, temperatura, expansão térmica, mecanismos de transferência de calor e permutadores de calor.
O documento discute os mecanismos de difusão atômica em sólidos, incluindo difusão por substituição, intersticial e em anel. A difusão depende de fatores como temperatura, estrutura cristalina, defeitos e energia de ativação. A difusão em sólidos porosos e de eletrólitos em soluções também é abordada.
Ciências dos Materiais - Aula 16 e 17 - Apresentação dos Diagramas de fasesFelipe Machado
O documento discute diagramas de fases, definindo-os como representações gráficas das fases estáveis em um sistema em função da temperatura, pressão e composição. Explica conceitos-chave como fases, solubilidade, linhas liquidus e solidus, e estruturas resultantes como ligas eutéticas e eutetoides. Fornece exemplos de diagramas de fases binários para sistemas como chumbo-estanho e alumínio-silício.
O documento discute como a deformação plástica ocorre através do movimento de discordâncias em materiais metálicos. A capacidade de deformação plástica está relacionada à habilidade das discordâncias se movimentarem. O tamanho de grão e a presença de impurezas afetam o movimento de discordâncias e consequentemente a resistência mecânica. Tratamentos térmicos como recristalização podem alterar a microestrutura e propriedades.
O documento discute as propriedades mecânicas e físicas dos materiais sólidos, incluindo conceitos como tensão, deformação, elasticidade, plasticidade, dureza e condutividade térmica e elétrica. As propriedades dos materiais são importantes para entender o comportamento estrutural de construções.
O documento discute três sistemas de vedação vertical: (1) concreto celular, um material leve com alta resistência ao fogo e bom desempenho térmico e acústico; (2) drywall, um sistema rápido de instalação com chapas de gesso fixadas em perfis de aço; e (3) steel-frame, um sistema com estrutura de aço e revestimentos internos e externos flexíveis.
Processo de conformação mecânica que consiste em modificar a seção transversal de um metal na forma de barra, lingote, placa, fio, ou tira, etc.,
Através da passagem entre dois cilindros
Aula 6 propriedades mecânicas , emgenhariaFelipe Rosa
O documento discute as propriedades mecânicas dos materiais, incluindo como determiná-las através de ensaios mecânicos. As propriedades mais importantes são resistência à tração, elasticidade, ductilidade, fadiga, dureza e tenacidade. O ensaio de tração é o método mais comum para avaliar essas propriedades, fornecendo uma curva tensão-deformação que revela informações como módulo de elasticidade e limites de escoamento e resistência.
O documento discute diversos mecanismos de endurecimento em metais, incluindo redução do tamanho de grão, solução sólida, precipitação, deformação a frio e tratamentos térmicos. Explica como esses mecanismos aumentam a resistência mecânica ao restringir o movimento de discordâncias na estrutura cristalina através da introdução de obstáculos. Fornece exemplos de cada mecanismo e suas aplicações em diferentes ligas metálicas.
O documento descreve o diagrama de fases do sistema ferro-carbono, apresentando as principais fases sólidas e transformações que ocorrem com a variação da temperatura e composição de carbono, como a reação eutética a 1148°C e a reação eutetóide a 727°C.
Nbr 08.545 1984 - alvenarias de vedaçãoRodrigo Wink
O documento descreve os tipos de alvenarias de vedação, incluindo alvenarias singelas, dobradas e em fogueira, e fornece detalhes sobre suas definições e métodos de execução, com várias figuras ilustrativas. Também define termos técnicos relacionados como escantilhão, verga, contra-verga, juntas amarradas e juntas a prumo.
O documento resume as características do cobre e suas ligas. Discute o minério de cobre calcopyrita, o processo de lavra e beneficiamento do minério, e as principais ligas de cobre, incluindo latões, bronzes e ligas de cobre-níquel.
O documento descreve o processo de extrusão, no qual um material é deformado plasticamente através de uma matriz usando uma prensa. O processo pode ser direto ou inverso. Também fornece detalhes sobre os equipamentos, materiais, cálculos e defeitos associados à extrusão e ao processo de forjamento.
O documento discute os principais tipos de materiais cerâmicos, incluindo suas propriedades, estrutura, classificação e processos de fabricação. É descrito o processamento de vidros e cerâmicas cristalinas, envolvendo etapas como conformação, secagem e queima. Exemplos de aplicações avançadas como cerâmicas piezoelétricas e de alta temperatura também são apresentados.
Casting Defects and Manufacturing Processesjani parth
The document discusses various casting defects that can occur in sand casting processes. It begins with an introduction to casting and then describes different types of common defects such as blowholes, cracks, bent/twisted castings, shrinkage, inclusions, and hot tears. For each type of defect, it provides details on causes and recommended remedies, such as improving mold properties, modifying gating/risering systems, and controlling solidification rates.
O documento discute as propriedades mecânicas dos metais, incluindo:
1) Ensaios de tração são usados para avaliar propriedades como resistência, módulo de elasticidade e ductilidade.
2) A curva tensão-deformação mostra o comportamento elástico e plástico dos metais sob carga.
3) Propriedades como limite de escoamento, alongamento e redução de área afetam a capacidade do material se deformar plasticamente antes de fraturar.
O documento descreve os principais tipos de defeitos em sólidos, incluindo:
1) Defeitos pontuais como vacâncias, átomos intersticiais e substitucionais;
2) Defeitos lineares como discordâncias;
3) Defeitos planares como superfícies, contornos de grãos e falhas de empilhamento;
4) Defeitos volumétricos como poros e trincas. Exemplos de cada tipo de defeito são fornecidos.
O documento descreve um estudo de fadiga realizado em uma turbina composta por eixo e palhetas sob rotação de 20.000 rpm e pressão de 5 atm. O estudo analisou a tensão máxima de von-mises, fator de segurança e critérios de falha por fadiga. Os resultados mostraram tensão máxima de 270,616 MPa, fator de segurança de 2,3 e que as palhetas apresentam menor fator de carga de segurança, igual a 14,2.
Este documento discute diagramas de fases e equilíbrio em materiais. Diagramas de fases mostram as fases estáveis em diferentes composições e temperaturas e como a microestrutura dos materiais está relacionada a eles. O equilíbrio de fases depende da energia livre e das propriedades das fases permanecerem constantes com o tempo. A regra das fases descreve o número de fases presentes em equilíbrio.
O documento descreve o processo hidrometalúrgico de extração de metais, incluindo as etapas de preparação do minério, lixiviação, separação sólido-líquido, tratamento da solução e recuperação do metal. Aplicações comuns no Brasil incluem a extração de ouro, níquel, zinco e alumínio. Perspectivas futuras incluem ampliar a produção de cobre e níquel usando rotas hidrometalúrgicas.
1) O documento descreve os procedimentos metalográficos para análise de amostras metálicas, incluindo corte, embutimento, lixamento, polimento e ataque químico. 2) É possível determinar a classificação e composição de aços e ferros fundidos através da análise metalográfica. 3) Diferentes formas de grafite nos ferros fundidos determinam suas características e aplicações.
O documento discute tratamentos térmicos como recozimento e normalização. Ele explica que o recozimento é usado para aliviar tensões, tornar o material mais maleável e dúctil, enquanto a normalização é usada para refinar a granulação grosseira do aço. Ambos os processos envolvem aquecimento controlado, manutenção da temperatura e resfriamento lento.
O documento resume os principais erros gramaticais cometidos em português e fornece as formas corretas. É dividido em seções sobre fonologia, morfologia e exemplos comuns de erros e suas correções.
O documento discute os tipos mais comuns de defeitos em fundição, suas causas e soluções. Ele lista defeitos como inclusão de areia, quebra de molde, escamas, rabo-de-rato e pinholing, e explica que a maioria dos defeitos está relacionada ao tratamento, fabricação e manuseio dos moldes. Embora alguns defeitos sempre estejam presentes, o controle de qualidade pode minimizá-los.
O documento discute como a deformação plástica ocorre através do movimento de discordâncias em materiais metálicos. A capacidade de deformação plástica está relacionada à habilidade das discordâncias se movimentarem. O tamanho de grão e a presença de impurezas afetam o movimento de discordâncias e consequentemente a resistência mecânica. Tratamentos térmicos como recristalização podem alterar a microestrutura e propriedades.
O documento discute as propriedades mecânicas e físicas dos materiais sólidos, incluindo conceitos como tensão, deformação, elasticidade, plasticidade, dureza e condutividade térmica e elétrica. As propriedades dos materiais são importantes para entender o comportamento estrutural de construções.
O documento discute três sistemas de vedação vertical: (1) concreto celular, um material leve com alta resistência ao fogo e bom desempenho térmico e acústico; (2) drywall, um sistema rápido de instalação com chapas de gesso fixadas em perfis de aço; e (3) steel-frame, um sistema com estrutura de aço e revestimentos internos e externos flexíveis.
Processo de conformação mecânica que consiste em modificar a seção transversal de um metal na forma de barra, lingote, placa, fio, ou tira, etc.,
Através da passagem entre dois cilindros
Aula 6 propriedades mecânicas , emgenhariaFelipe Rosa
O documento discute as propriedades mecânicas dos materiais, incluindo como determiná-las através de ensaios mecânicos. As propriedades mais importantes são resistência à tração, elasticidade, ductilidade, fadiga, dureza e tenacidade. O ensaio de tração é o método mais comum para avaliar essas propriedades, fornecendo uma curva tensão-deformação que revela informações como módulo de elasticidade e limites de escoamento e resistência.
O documento discute diversos mecanismos de endurecimento em metais, incluindo redução do tamanho de grão, solução sólida, precipitação, deformação a frio e tratamentos térmicos. Explica como esses mecanismos aumentam a resistência mecânica ao restringir o movimento de discordâncias na estrutura cristalina através da introdução de obstáculos. Fornece exemplos de cada mecanismo e suas aplicações em diferentes ligas metálicas.
O documento descreve o diagrama de fases do sistema ferro-carbono, apresentando as principais fases sólidas e transformações que ocorrem com a variação da temperatura e composição de carbono, como a reação eutética a 1148°C e a reação eutetóide a 727°C.
Nbr 08.545 1984 - alvenarias de vedaçãoRodrigo Wink
O documento descreve os tipos de alvenarias de vedação, incluindo alvenarias singelas, dobradas e em fogueira, e fornece detalhes sobre suas definições e métodos de execução, com várias figuras ilustrativas. Também define termos técnicos relacionados como escantilhão, verga, contra-verga, juntas amarradas e juntas a prumo.
O documento resume as características do cobre e suas ligas. Discute o minério de cobre calcopyrita, o processo de lavra e beneficiamento do minério, e as principais ligas de cobre, incluindo latões, bronzes e ligas de cobre-níquel.
O documento descreve o processo de extrusão, no qual um material é deformado plasticamente através de uma matriz usando uma prensa. O processo pode ser direto ou inverso. Também fornece detalhes sobre os equipamentos, materiais, cálculos e defeitos associados à extrusão e ao processo de forjamento.
O documento discute os principais tipos de materiais cerâmicos, incluindo suas propriedades, estrutura, classificação e processos de fabricação. É descrito o processamento de vidros e cerâmicas cristalinas, envolvendo etapas como conformação, secagem e queima. Exemplos de aplicações avançadas como cerâmicas piezoelétricas e de alta temperatura também são apresentados.
Casting Defects and Manufacturing Processesjani parth
The document discusses various casting defects that can occur in sand casting processes. It begins with an introduction to casting and then describes different types of common defects such as blowholes, cracks, bent/twisted castings, shrinkage, inclusions, and hot tears. For each type of defect, it provides details on causes and recommended remedies, such as improving mold properties, modifying gating/risering systems, and controlling solidification rates.
O documento discute as propriedades mecânicas dos metais, incluindo:
1) Ensaios de tração são usados para avaliar propriedades como resistência, módulo de elasticidade e ductilidade.
2) A curva tensão-deformação mostra o comportamento elástico e plástico dos metais sob carga.
3) Propriedades como limite de escoamento, alongamento e redução de área afetam a capacidade do material se deformar plasticamente antes de fraturar.
O documento descreve os principais tipos de defeitos em sólidos, incluindo:
1) Defeitos pontuais como vacâncias, átomos intersticiais e substitucionais;
2) Defeitos lineares como discordâncias;
3) Defeitos planares como superfícies, contornos de grãos e falhas de empilhamento;
4) Defeitos volumétricos como poros e trincas. Exemplos de cada tipo de defeito são fornecidos.
O documento descreve um estudo de fadiga realizado em uma turbina composta por eixo e palhetas sob rotação de 20.000 rpm e pressão de 5 atm. O estudo analisou a tensão máxima de von-mises, fator de segurança e critérios de falha por fadiga. Os resultados mostraram tensão máxima de 270,616 MPa, fator de segurança de 2,3 e que as palhetas apresentam menor fator de carga de segurança, igual a 14,2.
Este documento discute diagramas de fases e equilíbrio em materiais. Diagramas de fases mostram as fases estáveis em diferentes composições e temperaturas e como a microestrutura dos materiais está relacionada a eles. O equilíbrio de fases depende da energia livre e das propriedades das fases permanecerem constantes com o tempo. A regra das fases descreve o número de fases presentes em equilíbrio.
O documento descreve o processo hidrometalúrgico de extração de metais, incluindo as etapas de preparação do minério, lixiviação, separação sólido-líquido, tratamento da solução e recuperação do metal. Aplicações comuns no Brasil incluem a extração de ouro, níquel, zinco e alumínio. Perspectivas futuras incluem ampliar a produção de cobre e níquel usando rotas hidrometalúrgicas.
1) O documento descreve os procedimentos metalográficos para análise de amostras metálicas, incluindo corte, embutimento, lixamento, polimento e ataque químico. 2) É possível determinar a classificação e composição de aços e ferros fundidos através da análise metalográfica. 3) Diferentes formas de grafite nos ferros fundidos determinam suas características e aplicações.
O documento discute tratamentos térmicos como recozimento e normalização. Ele explica que o recozimento é usado para aliviar tensões, tornar o material mais maleável e dúctil, enquanto a normalização é usada para refinar a granulação grosseira do aço. Ambos os processos envolvem aquecimento controlado, manutenção da temperatura e resfriamento lento.
O documento resume os principais erros gramaticais cometidos em português e fornece as formas corretas. É dividido em seções sobre fonologia, morfologia e exemplos comuns de erros e suas correções.
O documento discute os tipos mais comuns de defeitos em fundição, suas causas e soluções. Ele lista defeitos como inclusão de areia, quebra de molde, escamas, rabo-de-rato e pinholing, e explica que a maioria dos defeitos está relacionada ao tratamento, fabricação e manuseio dos moldes. Embora alguns defeitos sempre estejam presentes, o controle de qualidade pode minimizá-los.
O documento descreve os processos e conceitos da fundição em areia, incluindo: (1) as operações básicas da fundição em areia como moldagem, fusão e desmoldagem; (2) os diferentes tipos de areia usados como areia verde e areia seca; (3) os métodos de moldagem como em areia verde, carapaça e macho.
Frischr - IHK Erfurt Gastvortrag Social Media April 2010Hannes Mehring
Gastvortrag von Hannes Mehring (frischr / Social Media Schmiede) über den Einstieg in Social Media.
Rahmen: Verleihung der Thüringer Website Awards 2010 durch das Thüringer Kompetenzzentrum eCommerce
O documento descreve um complexo imobiliário em Itaguaí, Rio de Janeiro, que inclui lojas, salas comerciais, apartamentos residenciais com serviços e um apart-hotel. O complexo oferece qualidade de vida, oportunidades de negócios e investimentos.
Este documento descreve o plano de compensação da Talk Fusion para seus sócios. Ele oferece várias maneiras de ganhar dinheiro, como bônus de início imediato, comissões de equipe, bônus de liderança e bônus de carro. No entanto, o documento também adverte que nenhum nível de renda é garantido e que quaisquer referências a ganhos têm fins ilustrativos.
O documento descreve um edifício comercial chamado Fusion Office Tower localizado em Jacarepaguá, Rio de Janeiro. O prédio possui 235 salas comerciais e 5 lojas, além de diversas comodidades como espaço fitness, spa, salas de reunião e segurança 24 horas.
Este documento fornece links para vídeos e exemplos de como usar as ferramentas de vídeo e comunicação da Talk Fusion para fins de marketing e negócios, incluindo a promoção de serviços de casamento, newsletters de vídeo, formulários de inscrição, videoconferências, transmissões ao vivo e um mural virtual com vídeos de trabalhos anteriores.
Nodshop est le site spécialisé dans la distribution de gadgets et autres cadeaux originaux. La boutique décalée en ligne propose une sélection de près de 800 articles sélectionnés pour leur originalité et leur qualité.
Vortrag auf der Macoun 2013 in Frankfurt.
Zusammenfassung:
Der Einstieg in MapKit ist einfach, doch wer viele Markierungen anzeigen will stößt schon bald an die Grenzen des Machbaren. Der Vortrag zeigt am Beispiel der quelloffenen iPhone App “Stolpersteine”, wie man mehrere Tausend Markierungen auf einem MKMapView flüssig anzeigen kann.
The document discusses the benefits of exercise for mental health. Regular physical activity can help reduce anxiety and depression and improve mood and cognitive functioning. Exercise causes chemical changes in the brain that may help boost feelings of calmness, happiness and focus.
The document discusses the benefits of exercise for mental health. Regular physical activity can help reduce anxiety and depression and improve mood and cognitive functioning. Exercise causes chemical changes in the brain that may help protect against mental illness and improve symptoms.
This document discusses phase diagrams and related concepts. It covers:
- What phase diagrams are and how they are used to show phase structure under different conditions.
- The Gibbs phase rule and how it relates to phase diagrams.
- Examples of binary phase diagrams and how they show equilibrium between phases.
- Equilibrium and non-equilibrium solidification processes depicted on phase diagrams.
- Intermediate phases and reactions shown on iron-carbon alloy diagrams.
- Additional concepts like lever rule, eutectic and eutectoid systems, and development of microstructure.
The document discusses solidification mechanisms in weld metal. There are four main modes of solidification - planar, cellular, columnar dendritic, and equiaxed dendritic, determined by the ratio of the thermal gradient G and growth rate R. Solidification can occur through either epitaxial or non-epitaxial growth. Epitaxial growth occurs when the filler metal composition is similar to the base metal and it grows on partially melted grains of the base metal. The grain structure depends on the values of G and R, with a high G.R product yielding a finer grain structure.
The document discusses the process of solidification in metals. It defines solidification as the phase transition where a liquid turns into a solid below its freezing point. Solidification occurs through nucleation and growth. Nucleation involves the formation of stable nuclei that act as seeds for growth. Growth then proceeds through either planar or dendritic mechanisms depending on how heat is removed. Defects like shrinkage and gas porosity can form during solidification. Design considerations like using risers and chills aim to control the solidification process and minimize defects in casted components.
This document discusses different types of joining processes used to assemble components. It begins by introducing solid phase welding processes which join components without melting them through techniques like pressure. It then discusses different criteria for classifying joining processes, such as whether they use a filler material and whether the filler is the same or different from the parent material. The document goes on to explain principles of solid phase welding, including factors like surface deformation and contamination, and diffusion. It also covers principles of fusion welding processes, which do involve melting material at the joint.
This document discusses the process of solidification during metal casting. It covers key concepts like nucleation, growth modes, microstructure development, phase diagrams, and solute redistribution. The document contains diagrams and explanations of these concepts over 17 slides. It is a lecture on solidification processes intended to provide foundational knowledge on how the microstructure of cast metals is determined based on factors like composition, temperature gradient, cooling rate, and phase diagrams.
Effect of welding process on dilution of nickel base hardfacing alloys C.R. D...RAMASUBBU VELAYUTHAM
1. The study examined the effect of welding process on dilution of nickel-base hardfacing alloys deposited on 316L(N) stainless steel substrates.
2. Gas tungsten arc welding (GTAW) resulted in a dilution zone width of ~2.0 mm, while plasma transferred arc welding (PTAW) reduced this to <0.5 mm. GTAW deposits showed variation in microstructure and hardness with dilution, while PTAW deposits were more uniform.
3. Stress relieving heat treatment had little effect on hardness or microstructure of the deposits. The welding process significantly affected dilution and properties near the substrate interface.
This document provides an overview of phase diagrams and transformations. It discusses:
- Types of phase diagrams including temperature-composition, pressure-temperature diagrams and their significance
- The Gibbs phase rule and how it relates to phase diagrams
- Binary phase diagrams and examples like Cu-Ni
- Equilibrium and non-equilibrium solidification and how they differ in terms of microstructure development
Influence of intrinsic solidification behavior on solidification of AISI3XXMainak Saha(मैनक साहा)
This document discusses the influence of intrinsic solidification behavior on the quality of AISI 300 series stainless steels during continuous casting. It examines how the ratio of nickel equivalent to chromium equivalent affects the proportion of ferrite and austenite during solidification, which influences properties like strength, ductility, and tendency for sticking or depression. Grades like 304 solidify initially as ferrite but transform much of it to austenite in the brittle temperature range near the solidus, making them prone to surface cracks. Solutions proposed include adjusting taper, flux properties, and secondary cooling to control solidification structure and improve quality.
The document discusses the process of solidification where metals transition from liquid to solid states. There are three main points:
1. Solidification is the reverse of melting and occurs when a molten metal cools and crystallizes into a solid form. This involves releasing latent heat at a constant freezing temperature.
2. Nucleation and crystal growth are the two stages of solidification. Nucleation involves the formation of stable crystal nuclei in the liquid melt. Crystal growth then occurs as the nuclei develop into grains and a dendritic structure.
3. The rate of nucleation and crystal growth determine the final grain size, where a higher nucleation rate leads to a finer grain structure. Cooling rate also
The document discusses various types of solids and their properties. It describes crystalline solids as having long-range order of particles in a repeating pattern, with examples including NaCl and quartz. Amorphous solids lack long-range order and have only short-range order, appearing solid-like but with non-definite shapes. Properties discussed include rigidity, compressibility, density, and melting behaviors. Crystalline solids are classified further based on their crystal structure and symmetry.
The document discusses solidification during metal casting. It begins by explaining the processes of nucleation and growth of solid crystals in the melt, and how impingement of growing crystals forms grains and grain boundaries. It then provides details on the mechanisms of solidification, including homogeneous and heterogeneous nucleation, planar and dendritic growth, development of ingot structure, and the effects of cooling rate. Key concepts covered are the thermodynamics and energetics of solidification, the roles of undercooling and grain structure formation.
This document discusses solidification processes and how they affect crystal structure and material properties. It covers topics like nucleation and grain growth during solidification, different crystal structures, the effects of imperfections and grain size, phase diagrams, and how heat treatments can modify material properties by changing the crystal structure.
50% Bainite, 50% Pearlite
Example 3
45
CCT Diagram for Eutectoid Carbon Steel
46
- CCT diagrams are used to predict the microstructure that forms during continuous cooling of steel from the austenite phase field.
- The diagram shows the temperature and cooling rate required to form different microstructures like pearlite, bainite or martensite.
- Faster cooling rates favor the formation of martensite while slower cooling rates allow diffusion controlled transformations like pearlite or bainite to form.
- For the given eutectoid steel, a continuous cooling rate of 50°C/s from the austenite phase field would result
Effect of dilution on microstructure and hardness of a nickel-base hardfacing...RAMASUBBU VELAYUTHAM
1) The document examines the effect of dilution on the microstructure and hardness of a nickel-base hardfacing alloy deposited on an austenitic stainless steel substrate.
2) Electron probe microanalysis revealed considerable dilution of the hardfacing alloy by the substrate material within the first 2.5mm of the deposit, altering the chemistry, microstructure, and decreasing the hardness in this region.
3) Beyond 2.5mm from the interface, the hardness increases to levels comparable to the undiluted alloy as subsequent deposit layers approach, due to decreasing dilution effects farther from the substrate.
The document describes various topics relating to plastic deformation in materials including dislocation motion, slip systems, strengthening mechanisms, and the effects of processing. It defines slip systems for FCC metals as occurring on {111} planes in <110> directions, allowing for 12 total slip systems. Strengthening mechanisms discussed include reducing grain size, solid solution strengthening, precipitation strengthening, and strain hardening. Solid solution strengthening is achieved through lattice strain interactions between solute atoms and dislocations. Strain hardening occurs as dislocation density increases during plastic deformation, causing dislocations to interact and impede further motion. Processing such as cold working was also described as increasing yield strength through dislocation generation and accumulation.
This document summarizes several theories on the nucleation mechanisms of graphite in ductile iron. It discusses the gas bubble theory, graphite theory, silicon carbide theory, and salt-like carbide theory. It also reviews the roles that elements like silicon, calcium, strontium, barium, aluminum, magnesium, cerium, sulfur, oxygen, and nitrogen play in the nucleation process. The document concludes that while these theories provide some explanations, the complex interactions between inoculants and the melt are not fully understood.
How to Setup Warehouse & Location in Odoo 17 InventoryCeline George
In this slide, we'll explore how to set up warehouses and locations in Odoo 17 Inventory. This will help us manage our stock effectively, track inventory levels, and streamline warehouse operations.
Main Java[All of the Base Concepts}.docxadhitya5119
This is part 1 of my Java Learning Journey. This Contains Custom methods, classes, constructors, packages, multithreading , try- catch block, finally block and more.
Executive Directors Chat Leveraging AI for Diversity, Equity, and InclusionTechSoup
Let’s explore the intersection of technology and equity in the final session of our DEI series. Discover how AI tools, like ChatGPT, can be used to support and enhance your nonprofit's DEI initiatives. Participants will gain insights into practical AI applications and get tips for leveraging technology to advance their DEI goals.
This presentation was provided by Steph Pollock of The American Psychological Association’s Journals Program, and Damita Snow, of The American Society of Civil Engineers (ASCE), for the initial session of NISO's 2024 Training Series "DEIA in the Scholarly Landscape." Session One: 'Setting Expectations: a DEIA Primer,' was held June 6, 2024.
This slide is special for master students (MIBS & MIFB) in UUM. Also useful for readers who are interested in the topic of contemporary Islamic banking.
The simplified electron and muon model, Oscillating Spacetime: The Foundation...RitikBhardwaj56
Discover the Simplified Electron and Muon Model: A New Wave-Based Approach to Understanding Particles delves into a groundbreaking theory that presents electrons and muons as rotating soliton waves within oscillating spacetime. Geared towards students, researchers, and science buffs, this book breaks down complex ideas into simple explanations. It covers topics such as electron waves, temporal dynamics, and the implications of this model on particle physics. With clear illustrations and easy-to-follow explanations, readers will gain a new outlook on the universe's fundamental nature.
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In Odoo, making a field required can be done through both Python code and XML views. When you set the required attribute to True in Python code, it makes the field required across all views where it's used. Conversely, when you set the required attribute in XML views, it makes the field required only in the context of that particular view.
LAND USE LAND COVER AND NDVI OF MIRZAPUR DISTRICT, UPRAHUL
This Dissertation explores the particular circumstances of Mirzapur, a region located in the
core of India. Mirzapur, with its varied terrains and abundant biodiversity, offers an optimal
environment for investigating the changes in vegetation cover dynamics. Our study utilizes
advanced technologies such as GIS (Geographic Information Systems) and Remote sensing to
analyze the transformations that have taken place over the course of a decade.
The complex relationship between human activities and the environment has been the focus
of extensive research and worry. As the global community grapples with swift urbanization,
population expansion, and economic progress, the effects on natural ecosystems are becoming
more evident. A crucial element of this impact is the alteration of vegetation cover, which plays a
significant role in maintaining the ecological equilibrium of our planet.Land serves as the foundation for all human activities and provides the necessary materials for
these activities. As the most crucial natural resource, its utilization by humans results in different
'Land uses,' which are determined by both human activities and the physical characteristics of the
land.
The utilization of land is impacted by human needs and environmental factors. In countries
like India, rapid population growth and the emphasis on extensive resource exploitation can lead
to significant land degradation, adversely affecting the region's land cover.
Therefore, human intervention has significantly influenced land use patterns over many
centuries, evolving its structure over time and space. In the present era, these changes have
accelerated due to factors such as agriculture and urbanization. Information regarding land use and
cover is essential for various planning and management tasks related to the Earth's surface,
providing crucial environmental data for scientific, resource management, policy purposes, and
diverse human activities.
Accurate understanding of land use and cover is imperative for the development planning
of any area. Consequently, a wide range of professionals, including earth system scientists, land
and water managers, and urban planners, are interested in obtaining data on land use and cover
changes, conversion trends, and other related patterns. The spatial dimensions of land use and
cover support policymakers and scientists in making well-informed decisions, as alterations in
these patterns indicate shifts in economic and social conditions. Monitoring such changes with the
help of Advanced technologies like Remote Sensing and Geographic Information Systems is
crucial for coordinated efforts across different administrative levels. Advanced technologies like
Remote Sensing and Geographic Information Systems
9
Changes in vegetation cover refer to variations in the distribution, composition, and overall
structure of plant communities across different temporal and spatial scales. These changes can
occur natural.
Strategies for Effective Upskilling is a presentation by Chinwendu Peace in a Your Skill Boost Masterclass organisation by the Excellence Foundation for South Sudan on 08th and 09th June 2024 from 1 PM to 3 PM on each day.
4. A.S.D’Oliveira
v Solidificação
Nucleação homogênea
G2=VSGs
v+ VLGL
V +ASLγSL
Para uma particula esférica:
ΔGr=-4/3πr3 ΔGv + 4 πr2 γSL
Para reduzir energia do sistema:
r* = núcleo crítico:
núcleo < r* redução; núcleo>r* crescimento
TL
T
r
S
m
ΔΔ
−
=
γ2
*
ΔLS = calor latente de solidificação
Tm = temperatura de fusão
γ = energia livre da superfície
ΔT = Tm - T = super-resfraimento
r* = raio critico
5. A.S.D’Oliveira
During Solidification the atomic arrangement changes from a random or
short-range order to a long range order or crystal structure.
Nucleation occurs when a small nucleus begins to form in the liquid, the
nuclei then grows as atoms from the liquid are attached to it.
The crucial point is to understand it as a balance between the free
energy available from the driving force, and the energy consumed in
forming new interface. Once the rate of change of free energy
becomes negative, then an embryo can grow.
Nucleação homogênea
Para reduzir energia do sistema:
r* = núcleo crítico:
núcleo < r* redução; núcleo>r* crescimento
7. A.S.D’Oliveira
v Solidificação
Taxa de nucleação
Depende do número de aglomerados de átomos com raio r e
da frequência com um átomo se agregam a este aglomerado
É necessário um super-
resfriamento mínimo para
que se inicie a nucleação
8. A.S.D’Oliveira
v Solidificação
Nucleação Heterogênea
Condição necessária para que
a nucleação seja eficiente:
γSI < γIL + γSL
No equilibrio:
γIS = γIL + (γSL cos θ)
0 < θ <90° a condição de molhabilidade é satisfeita, já
para θ > 90° não é.
Ocorrendo molhabilidade, um núcleo com um raio de
curvatura igual ao raio critico em nucleação homogênea pode
ser formado a partir de um número muito menor de átomos do
que seria necessário para a formação de um núcleo livre no
seio do líquido.
super-resfriamento necessário para
a nucleação heterogênea é muito
menor do que o necessário para a
nucleação homogênea.
ΔGhet=VSΔGv+ASLγSL+ASIγSI -ASLγSL
10. A.S.D’Oliveira
Nucleação em trincas – o angulo de contato pode ser bem diferente da consição
anterior; super-resfriamento é muito menor
A trinca tem de ter largura suficiente para permitir o crescimento do sólido
Nucleação na fusão
/m3
with
with
unit
Mould walls not flat
Critical radius
for solid
Nucleation in cracks occur with very little
undercooling
12. A.S.D’Oliveira
v Solidificação
Crescimento do sólido depende da interface:
Rugosa (metais) – transição L/S é gradual em várias camadas atômicas;
controlada pelo escoamento de calor (metais puros) ou difusão de soluto (ligas);
átomos chegam no cucleo em qualquer localização – crescimento continuo
Lisa (não metais) – atomicamente plana e compacta;
Nucleação na
superfície
Crescimento em espiral
Crescimento lateral
Influência do super-resfriamento
da interface S/L na taxa de
crescimento para diferentes
interfaces
15. A.S.D’Oliveira
Crescimento em ligas metálicas - Equilibrio
v Solidificação
Para a liga Pb30wt%Sn qual a composição das fases nas temperaturas
220C
200C
190C
16. A.S.D’Oliveira
v Solidificação
Crescimento em ligas metálicas fora do equilibrio
Sem difusão no sólido e mistura perfeita no liquido (queda gradual de T do
liq)
Desenvolvimento de dendritas
Segregação do soluto
21. A.S.D’Oliveira
v Solidificação
Formação de uma estrutura dendritica
Relação com a estrutura de grão
Resistência mecânica é proporcional ao espaçamento entre
braços secundários das dendritas
30. A.S.D’Oliveira
v Solidificação
Solidificação em soldagemSolidificação em soldagem/vazamento continuo
Taxa de aporte de calor (depende do processo de soldagem e da
dimensão da solda; ou do volume e temperatura do fundido, q
Velocidade do arco; velocidade de retirada do tarugo, v
Condutividade térmica do metal sendo soldado ou fundido, Ks
Espessura da placa sendo soldada ou fundida, t
32. A.S.D’Oliveira
v Solidificação em soldagem
Diluição: alteração da composição
química
Microestrutura/propriedades depende de:
Solidificação: parâmetros de solidificação G e R
Os parâmetros de solidificação são determinados
pelos parâmetros de soldagem
Tx de crescimento (R) depende da velocidade de
avanço da fonte de calor e do formato da poça de
fusão
Tx de resfriamento (ε) e gradiente de T(G) diminuem
com o aumento do aporte de calor
ε= G.R
Fundamentals of Weld Solidification
John N. DuPont, Lehigh University
MICROSTRUCTURAL EVOLUTION dur-
ing solidification of the fusion zone represents
one of the most important considerations for
controlling the properties of welds. A wide
range of microstructural features can form in
the fusion zone, depending on the alloy compo-
sition, welding parameters, and resultant solidi-
fication conditions. The primary objective of
this article is to review and apply fundamental
solidification concepts for understanding micro-
structural evolution in fusion welds.
Microstructural Features in Fusion
Welds
Figures 1 through 3 schematically demon-
strate the important microstructural features
that must be considered during solidification
in fusion welds (Ref 1, 2). On a macroscopic
scale, fusion welds can adopt a range of grain
morphologies similar to castings (Fig. 1), in
which columnar and equiaxed grains can poten-
tially form during solidification. The final grain
structure depends primarily on alloy composi-
tion and the heat-source travel speed. Although
some of the concepts applicable to grain struc-
ture formation in castings apply to welds, there
are also some unique differences. While the
columnar and equiaxed zones can form in
cooled below its liquidus temperature due to
compositional gradients in the liquid. The
extent of constitutional supercooling in the
weld is determined by the alloy composition,
welding parameters, and resultant solidification
parameters. Lastly, the distribution of alloying
elements and relative phase fractions within
the substructure (Fig. 3) are also important
microstructural features that strongly affect
weld-metal properties. The particular example
shown in Fig. 3 represents a case in which
extensive residual microsegregation of alloying
elements exists across a cellular substructure
after nonequilibrium solidification. This micro-
segregation, in turn, produces a relatively high
fraction of intercellular eutectic and associated
secondary phase. The microsegregation behav-
ior and concomitant amount of secondary phase
that forms can each be understood with solute
redistribution concepts. Lastly, dendrite tip
undercooling can become important at
high solidification rates associated with high-
energy-density welding processes. Tip under-
cooling can lead to significant changes in the
primary solidification mode, distribution of sol-
ute within the solid, and final phase fraction
balance. Rapid solidification concepts are
needed to understand these phenomena. All
of these fundamental solidification concepts
(nucleation, competitive grain growth, constitu- Fig. 1 Types of grain morphologies that can form in
ASM Handbook, Volume 6A, Welding Fundamentals and Processes
T. Lienert, T. Siewert, S. Babu, and V. Acoff, editors
Copyright # 2011 ASM InternationalW
All rights reserved
www.asminternational.org
33. A.S.D’Oliveira
v Solidificação em soldagem
Nucleação -> Crescimento epitaxial
Metal de base apresenta uma coerência cristalográfica quase
que perfeita; não existe barreira para a nucleação
Grain Structure of Fusion Welds
As described previously, the weld-metal
grains will grow epitaxially from the preexist-
ing base-metal grains. However, not all of these
grains will be favorably oriented for continued
growth. Two primary factors control the
continued competitive growth of weld-metal
grains:
This is shown schematically in Fig. 10 (Ref
6). Grains at the fusion line may initially be ori-
ented in a favorable direction for growth, but
their direction may become unfavorable as the
curved solid/liquid interface changes its posi-
tion. These grains may then eventually be
overgrown by other grains that exhibit more
favorable orientation for growth as the solid/liq-
uid interface sweeps through the weld. An
example of this is shown on a weld in nearly
pure (99.96%) aluminum in Fig. 11(a) (Ref 7).
Fig. 9 Example of epitaxial growth from the fusion line
in an electron beam weld of alloy C103.
Original magnification: 400Â. Source: Ref 5
Fig. 10 Schemat
growth
near the fusion line.
orientated grains at a
Fig. 8 Comparison of free-energy changes associated
with homogeneous nucleation, heterogeneous
nucleation, and fusion welding
Grãos na poça de fusão crescem diretamente sobre grãos pre-
existentes no metal-base orientados favoravelmente
34. A.S.D’Oliveira
v Solidificação em soldagem
Crescimento:
Ø Grãos crescem perpendicularmente a
interface S/L sendo a extração de calor é
máxima (calor escoa pelo substrato)
Ø Sólido cresce na direção cristalográfica que for
mais fácil ( metais cubicos [100] – grãos com
[100] orientados perpendicularmente a
interface vão crescer)
atching. An example of this in a fusion weld
ade with the electron beam process is shown
Fig. 9 (Ref 5). Note that there are no fine
quiaxed grains at the fusion line, as often
bserved in the chill zone of castings. Instead,
e weld-metal grains grow directly from the pre-
xisting base-metal grains. As a result, there is no
arrier to formation of the solid. This condition is
ferred to as epitaxial growth, because growth
ccurs directly from the preexisting solid without
e need for nucleation. Therefore, there is no
ndercooling required to initiate solidification
the fusion line, and solidification commences
the liquidus temperature of the alloy. It should
e noted that undercooling can still occur near the
eld centerline due to the process of constitu-
onal supercooling, as explained in more detail
ter. This can lead to the formation of the central
quiaxed zone often observed in fusion welds.
ndercooling can also be required for nucleation
new phases during solidification.
Grain Structure of Fusion Welds
As described previously, the weld-metal
ains will grow epitaxially from the preexist-
g base-metal grains. However, not all of these
ains will be favorably oriented for continued
owth. Two primary factors control the
ontinued competitive growth of weld-metal
ains:
to the solid/liquid interface. The second crite-
rion results from the preferred crystallographic
growth direction, which, for cubic metals, is
along the [100] directions. By combining these
two criteria, it can be seen that grains that have
their easy-growth direction most closely
aligned to the solid/liquid interface normal will
be most favorably oriented to grow, thus
crowding out less-favorably-oriented grains.
This phenomenon accounts for the columnar
grain zone that is often observed in castings,
shown schematically in Fig. 5. In this case,
the grains that nucleated near the mold wall
and have their easy-growth direction aligned
normal to the mold/casting interface outgrow
the less-favorably-oriented grains, leading to
the columnar region.
The situation is slightly more complex in
fusion welding, because the pool shape pro-
duces a curved solid/liquid interface that is con-
stantly in motion as it follows the heat source.
This is shown schematically in Fig. 10 (Ref
6). Grains at the fusion line may initially be ori-
ented in a favorable direction for growth, but
their direction may become unfavorable as the
curved solid/liquid interface changes its posi-
tion. These grains may then eventually be
overgrown by other grains that exhibit more
favorable orientation for growth as the solid/liq-
uid interface sweeps through the weld. An
example of this is shown on a weld in nearly
pure (99.96%) aluminum in Fig. 11(a) (Ref 7).
to the growth rate. Because the growth rate is
highest at the weld centerline, the release rate
of latent heat is also highest at the weld center-
line. However, the temperature gradient is at a
Schematic illustrations of competitive grain
Fonte de calor em movimento – interface S/L curva
e em movimento
Grãos que inicialmente exibem orientação favorável
podem perder esta condição
Crescimento normal as isotermas;
ajuste a velocidade da fonte de calor
35. A.S.D’Oliveira
v Solidificação em soldagem
O aspecto geométrico da poça de fusão determina a forma da interface S/
L e depende dos parâmetros de soldagem
minimum at the weld centerline, so it is difficult
to transport the latent heat away from the pool
to permit solidification. This causes elongation
of the pool near the weld centerline and leads
to the teardrop shape. In this case, the direction
of grain growth does not change (because the
solid/liquid interface is no longer curved), and
the grains grow straight toward the weld center-
line until grains growing from each side of the
weld intersect. This process typically leads to
a centerline grain boundary, as shown in
Fig. 11(b) (Ref 7).
Axial grains that grow along the direction of
heat-source travel can also occasionally be
observed in fusion welds. The various types of
grain morphologies are summarized in Fig. 12
(Ref 6). Examples of grain structures produced
with elliptical and teardrop-shaped weld pools
were shown in Fig. 11. Figures 12(c) and (d) rep-
resent conditions in which an axial grain grows
along the direction of the heat-source travel.
These grains form in the region where the solid/
liquid interface is generally perpendicular to the
direction of heat-source travel, so that it becomes
favorable for one or more grains to grow in this
direction. The width of this zone can depend on
the pool shape. The region of the interface that
is perpendicular to the heat-source direction is
relatively small in an elongated weld pool, so
the width of axial grains will also be small. By
comparison, this perpendicular region is rela-
tively larger for an elliptical pool, so the axial
grain region can also be larger.
The large columnar grains and the potential
presence of centerline grain boundaries are gen-
erally undesirable from a weldability and
mechanical property point of view. Centerline
grain boundaries can often lead to solidification
cracking associated with solidification shrinkage
and low-melting-point films that become concen-
trated at the centerline. Fine, equiaxed grains are
desired over coarse columnar grains for improve-
ments in both cracking resistance and mechanical
properties (at low temperature). One effective
means for minimizing or eliminating the coarse
columnar grains is through manipulation of the
pool shape. Figure 13 shows an example of a
weld in which the arc was oscillated at a fre-
quency of 1 Hz in a direction normal to the
heat-source travel (Ref8). In this case, the contin-
uously changing direction of the solid/liquid
interface makes it difficult for the columnar
grains to extend over large distances, thus
providing a degree of grain refinement. Grain
size reduction can also be achieved through the
use of inoculants. This process takes advantage
of heterogeneous nucleation (discussed previ-
ously) and liquid undercooling that occur due to
constitutional supercooling. This topic is
morphologies within the grains that can be cel-
lular, columnar dendritic, or equiaxed dendritic.
Cellular and columnar dendritic morphologies
develop due to breakdown of the initially planar
solid/liquid interface that forms at the fusion
line, while equiaxed dendrites form by nucle-
ation of solid in undercooled liquid, typically
near the weld centerline. Formation of these
features can be understood with the concept of
constitutional supercooling. The basics of this
topic are described first, followed by applica-
tion of the theory to understanding the substruc-
ture formation in fusion welds.
Constitutional Supercooling
As shown by the phase diagram in Fig. 14(a),
formation of a solid leads to rejection of solute
into the liquid. The extent of solute enrichment
in the liquid progresses as solidification pro-
ceeds and the liquid composition follows the
liquidus line. The solute rejected by the solid
at the solid/liquid interface must be transported
away from the interface by diffusion and/or
convection in the liquid. If the solid/liquid
interface growth rate is relatively high (which
leads to a high rate of solute rejection) and/or
the transport of solute into the liquid by diffu-
sion or convection is low, then a solute bound-
ary layer can develop in the liquid near the
solid/liquid interface. Because solute enrich-
ment leads to a reduction in the liquidus tem-
perature (for an element that partitions to the
liquid), it follows that the presence of a solute
Fig. 13 Grain structure in a fusion weld of alloy 2014
made with transverse arc oscillation. Source:
Ref 8
Fig. 11 Examples of (a) competitive grain growth and
(b) a centerline grain boundary forming on a
weld in 99.96 % Al. The weld in (a) was made at a
welding speed of 250 mm/min (10 in./min). The weld in
(b) was made at a welding speed of 1000 mm/min (40
in./min). Source: Ref 7
100 / Fundamentals of Fusion Welding
minimum at the weld centerline, so it is difficult
to transport the latent heat away from the pool
to permit solidification. This causes elongation
of the pool near the weld centerline and leads
to the teardrop shape. In this case, the direction
of grain growth does not change (because the
solid/liquid interface is no longer curved), and
the grains grow straight toward the weld center-
line until grains growing from each side of the
weld intersect. This process typically leads to
a centerline grain boundary, as shown in
Fig. 11(b) (Ref 7).
Axial grains that grow along the direction of
heat-source travel can also occasionally be
observed in fusion welds. The various types of
grain morphologies are summarized in Fig. 12
(Ref 6). Examples of grain structures produced
with elliptical and teardrop-shaped weld pools
were shown in Fig. 11. Figures 12(c) and (d) rep-
resent conditions in which an axial grain grows
along the direction of the heat-source travel.
These grains form in the region where the solid/
liquid interface is generally perpendicular to the
direction of heat-source travel, so that it becomes
favorable for one or more grains to grow in this
direction. The width of this zone can depend on
the pool shape. The region of the interface that
is perpendicular to the heat-source direction is
relatively small in an elongated weld pool, so
the width of axial grains will also be small. By
comparison, this perpendicular region is rela-
tively larger for an elliptical pool, so the axial
grain region can also be larger.
The large columnar grains and the potential
presence of centerline grain boundaries are gen-
erally undesirable from a weldability and
mechanical property point of view. Centerline
grain boundaries can often lead to solidification
cracking associated with solidification shrinkage
and low-melting-point films that become concen-
trated at the centerline. Fine, equiaxed grains are
desired over coarse columnar grains for improve-
ments in both cracking resistance and mechanical
properties (at low temperature). One effective
means for minimizing or eliminating the coarse
columnar grains is through manipulation of the
pool shape. Figure 13 shows an example of a
weld in which the arc was oscillated at a fre-
quency of 1 Hz in a direction normal to the
heat-source travel (Ref8). In this case, the contin-
uously changing direction of the solid/liquid
interface makes it difficult for the columnar
grains to extend over large distances, thus
providing a degree of grain refinement. Grain
size reduction can also be achieved through the
morphologies within the grains that can be cel-
lular, columnar dendritic, or equiaxed dendritic.
Cellular and columnar dendritic morphologies
develop due to breakdown of the initially planar
solid/liquid interface that forms at the fusion
line, while equiaxed dendrites form by nucle-
ation of solid in undercooled liquid, typically
near the weld centerline. Formation of these
features can be understood with the concept of
constitutional supercooling. The basics of this
topic are described first, followed by applica-
tion of the theory to understanding the substruc-
ture formation in fusion welds.
Constitutional Supercooling
As shown by the phase diagram in Fig. 14(a),
formation of a solid leads to rejection of solute
into the liquid. The extent of solute enrichment
in the liquid progresses as solidification pro-
ceeds and the liquid composition follows the
liquidus line. The solute rejected by the solid
at the solid/liquid interface must be transported
away from the interface by diffusion and/or
convection in the liquid. If the solid/liquid
interface growth rate is relatively high (which
leads to a high rate of solute rejection) and/or
the transport of solute into the liquid by diffu-
sion or convection is low, then a solute bound-
ary layer can develop in the liquid near the
solid/liquid interface. Because solute enrich-
ment leads to a reduction in the liquidus tem-
perature (for an element that partitions to the
liquid), it follows that the presence of a solute
Fig. 13 Grain structure in a fusion weld of alloy 2014
made with transverse arc oscillation. Source:
Ref 8
Fig. 11 Examples of (a) competitive grain growth and
(b) a centerline grain boundary forming on a
weld in 99.96 % Al. The weld in (a) was made at a
welding speed of 250 mm/min (10 in./min). The weld in
(b) was made at a welding speed of 1000 mm/min (40
in./min). Source: Ref 7
100 / Fundamentals of Fusion Welding
250mm/min
1000mm/min
Liberação de calor latente de solidificação é proporcional a tx de crescimento
(R) que é máxima no centro do cordão;
mas o gradiente térmico (G) é minimo on centro do cordão o que dificulta a
transferencia de calor – provoca o alongamento da poça – interface S/L reta
Contorno no meio do cordão é indesejável
36. A.S.D’Oliveira
v Solidificação em soldagem
Desenvolvimento de sub-estruturas – diferente morfologias dentro de um
grão
Celular/colunar dendritico/equiaxial dendritico
Interrupção da interface plana Nucleação de sólido no liq
super-resfriado
Relações que determinam as caracteristicas da estrutura/propriedades
G/R -> tipo de estrutura
G.R -> refino da estrutura
Propriedades dependem do espaçamento entre braços das dendritas que
é proporcional a tx de resfriamento; determina pelo aporte de calor
37. A.S.D’Oliveira
Valores de G e R mudam contantemente em direções opostas em torno da
interface S/L
Linha de fusão:
- alto gradiente térmico (G) e baixa taxa de crescimento (R) pode
ter uma estrutura planar
Centro do cordão:
- baixo gradiente térmico (G) e alta taxa de crescimento (R)
Crescimento mais rápido no centro e mais lento nas bordas
v Solidificação em soldagem
Relação entre taxa de crescimento e velocidade de soldagem (v)
R=v.cosΘ
R≈0, linha de fusão
R≈v ,linha central
38. A.S.D’Oliveira
38
Fig. 15 Schematic illustrations showing (a) stability of a pla
temperature gradient and (b) breakdown of a plana
temperature gradient
G/R – super-
resfriamento
v Solidificação em soldagem
Desenvolvimento da estrutura na poça de fusão
G/R muito alto na linha de fusão e vai diminuindo até a linha central
Sequencia de solidificação
Estrutura planar
Celular
Colunar dendritica
Equiaxial dendritica
(Alto super-resfriamento
constitucional)
Linha de fusão
Centro do cordão
39. A.S.D’Oliveira
Considere as aletas de turbinas abaixo. Assumindo que todas foram
produzidas com a mesma liga de Ni, descreva como se desenvolvem as 3
estruturas de solidificação
v Solidificação