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.
Result
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Pressão metalostática
Quando um molde está cheio de metal líquido, esse metal — por ser denso e pesado — exerce pressão sobre as paredes e o fundo do molde, exatamente como a água numa represa exerce pressão hidrostática. É a pressão metalostática: P = ρ × g × h, onde ρ é a densidade do metal líquido (kg/m³), g a gravidade e h a altura da coluna de metal acima do ponto considerado (medida do nível do metal na bacia de vazamento até o ponto). A diferença para a água é a densidade: metais líquidos são muito densos (ferro fundido ~7000 kg/m³, sete vezes a água; cobre ~8000; chumbo ~10.700), então geram pressões consideráveis mesmo com colunas modestas. Essa pressão tem várias consequências práticas que o fundidor deve dominar. Resistência do molde: o molde de areia (ou a caixa que o contém) precisa suportar a pressão sem se deformar, romper ('estourar') ou permitir que o metal escape pelas juntas (rebarbas) — por isso caixas de moldagem são travadas e às vezes lastradas com peso por cima. Flutuação de machos: os 'machos' (peças de areia que formam furos e cavidades internas) são menos densos que o metal e tendem a flutuar e se deslocar sob a pressão metalostática (o empuxo de Arquimedes com metal!), exigindo ancoragem firme. Penetração de metal: a pressão força o metal líquido a penetrar nos poros e frestas da areia, causando defeitos de superfície rugosa. Alimentação: a própria pressão da coluna de metal no massalote é o que empurra metal para dentro da peça durante a contração. Calcular a pressão metalostática máxima (na base do molde, com a coluna cheia) é essencial para dimensionar a robustez do molde e o lastro. Informe a densidade do metal e a altura da coluna.
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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.
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.
Weld Deposition Rate
Compute a weld's deposition rate by dividing the mass of deposited metal by the arc-on time, giving kg/h. It is a central indicator of process productivity: processes like submerged arc and MIG/MAG have far higher rates than stick electrode. Combined with the operating factor (actual arc time), it estimates a joint's output. Enter the deposited mass and the arc time.
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