Solidification Time (Chvorinov)
Calculate the solidification time of a casting by Chvorinov's rule, t = B × (V ÷ A)², from the mold constant B (min/cm², depending on the mold material and metal) and the ratio of the part's volume V to its surface area A. The result, in minutes, is the time for the metal to fully solidify. The rule shows that parts with a higher volume/area ratio (more 'massive') solidify more slowly — a fundamental casting design principle: risers (metal reservoirs) must have a larger modulus than the part to solidify last and feed the shrinkage. Enter the mold constant, the volume and the part area.
Result
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Tempo de solidificação (regra de Chvorinov)
A regra de Chvorinov é uma das relações mais fundamentais da fundição: ela prevê quanto tempo um metal fundido leva para solidificar dentro do molde. A fórmula é t = B × (V ÷ A)², onde V é o volume da peça, A a área superficial em contato com o molde (por onde o calor escapa) e B a constante do molde (em min/cm²), que reúne as propriedades térmicas do molde e do metal (calor latente, condutividade, temperaturas). O insight central está na razão V/A, elevada ao quadrado: peças com muito volume e pouca superfície (maciças, compactas) solidificam lentamente, porque têm muito calor a perder por pouca área; peças finas e espalhadas solidificam rápido. Como o tempo varia com o quadrado dessa razão, dobrar a 'compacidade' quadruplica o tempo. Essa regra é a base do projeto de massalotes (os reservatórios de metal que alimentam a peça durante a contração): para um massalote cumprir sua função, ele precisa solidificar depois da peça — ou seja, ter um V/A (módulo) maior. A regra de Chvorinov transforma essa exigência num cálculo: comparando os módulos da peça e do massalote, garante-se a ordem correta de solidificação e se evitam os rechupes (vazios internos de contração), o defeito mais comum da fundição. Informe a constante do molde, o volume e a área da peça.
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Casting Cooling Modulus
Calculate the cooling modulus (or geometric modulus) of a casting, M = V ÷ A, dividing the volume V by the surface area A in contact with the mold. The result, in cm (length unit), is the parameter governing solidification speed: the larger the modulus, the slower the solidification (Chvorinov's rule says the time is proportional to the modulus squared). It is the basis of riser sizing in foundry — the modulus rule requires the riser modulus to be about 1.2 times that of the part, so it solidifies later and feeds the shrinkage, avoiding shrinkage cavities. Enter the part volume and area.
Mold Fill Time
Calculate the fill time of a casting mold, t = V ÷ Q, dividing the cavity volume V by the metal flow rate Q of the gating system. The result, in seconds, is the time to completely fill the mold with molten metal. It is a critical parameter: filling too slowly lets the metal cool and solidify before filling everything (cold shut, misrun defects), while too fast causes turbulence, gas entrapment, mold erosion and inclusions. The optimal time depends on the part's weight and thickness and the metal. Sizing the gating system for the right time is central to casting design. Enter the cavity volume and the flow rate.
Metallostatic Pressure
Calculate the metallostatic pressure exerted by molten metal at the bottom of a mold, P = ρ × g × h, from the molten metal density ρ (kg/m³), gravity g and the metal column height h (m). The result, in pascals, is the pressure the molten metal exerts on the mold walls and bottom due to its own weight — analogous to hydrostatic pressure, but with the high density of metals. It is essential to size the mold strength (which can 'burst' or deform under pressure), predict core flotation and metal penetration into gaps. Dense metals (iron, ~7000 kg/m³) generate high pressures. Enter the metal density and the column height.
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