Tempo de Solidificação (Chvorinov)
Calcula o tempo de solidificação de uma peça fundida pela regra de Chvorinov, t = B × (V ÷ A)², a partir da constante do molde B (min/cm², que depende do material do molde e do metal) e da razão entre o volume V e a área superficial A da peça. O resultado, em minutos, é o tempo que o metal leva para solidificar completamente. A regra mostra que peças com maior razão volume/área (mais 'maciças') solidificam mais devagar — princípio fundamental do projeto de fundição: os massalotes (reservatórios de metal) devem ter módulo maior que a peça para solidificar por último e alimentar a contração. Informe a constante do molde, o volume e a área da peça.
Resultado
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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.
Ferramentas Relacionadas
Módulo de Resfriamento da Peça
Calcula o módulo de resfriamento (ou módulo geométrico) de uma peça fundida, M = V ÷ A, dividindo o volume V pela área superficial A em contato com o molde. O resultado, em cm (unidade de comprimento), é o parâmetro que governa a velocidade de solidificação: quanto maior o módulo, mais lenta a solidificação (a regra de Chvorinov diz que o tempo é proporcional ao quadrado do módulo). É a base do dimensionamento de massalotes na fundição — a regra dos módulos exige que o módulo do massalote seja cerca de 1,2 vezes o da peça, para que ele solidifique depois e alimente a contração, evitando rechupes. Informe o volume e a área da peça.
Tempo de Enchimento do Molde
Calcula o tempo de enchimento de um molde de fundição, t = V ÷ Q, dividindo o volume da cavidade V pela vazão de metal Q do sistema de canais. O resultado, em segundos, é o tempo para preencher completamente o molde com metal líquido. É um parâmetro crítico: enchimento lento demais permite que o metal esfrie e solidifique antes de preencher tudo (defeito de junta fria, falta de enchimento), enquanto rápido demais causa turbulência, aprisionamento de gases, erosão do molde e inclusões. O tempo ótimo depende do peso e da espessura da peça e do metal. Dimensionar o sistema de canais para o tempo correto é central no projeto de fundição. Informe o volume da cavidade e a vazão.
Pressão Metalostática
Calcula a pressão metalostática exercida pelo metal líquido no fundo de um molde, P = ρ × g × h, a partir da densidade do metal líquido ρ (kg/m³), da gravidade g e da altura da coluna de metal h (m). O resultado, em pascals, é a pressão que o metal fundido exerce sobre as paredes e o fundo do molde devido ao seu próprio peso — análoga à pressão hidrostática, mas com a alta densidade dos metais. É essencial para dimensionar a resistência do molde (que pode 'estourar' ou deformar sob pressão), prever a flutuação de machos e a penetração de metal em frestas. Metais densos (ferro, ~7000 kg/m³) geram pressões altas. Informe a densidade do metal e a altura da coluna.
Contração Volumétrica de Solidificação
Calcula a contração volumétrica na solidificação de um metal, ΔV = (ρ_sólido − ρ_líquido) ÷ ρ_líquido × 100%, a partir das densidades do metal no estado sólido e líquido. O resultado, em %, é a redução de volume que ocorre quando o metal passa de líquido a sólido — porque o sólido é mais denso (mais compacto) que o líquido. Essa contração é a principal causa de rechupes (vazios internos) e é exatamente o que os massalotes precisam alimentar com metal líquido extra. Cada metal tem sua contração de solidificação: aço ~3%, alumínio ~6,6%, cobre ~5%. O ferro fundido cinzento é exceção (a grafita expande, reduzindo a contração líquida). Informe as densidades do metal sólido e líquido.
Sobremedida de Contração
Calcula a dimensão do modelo (molde) considerando a contração de solidificação, dimensão = dimensão da peça × (1 + contração ÷ 100), a partir da dimensão final desejada da peça e do coeficiente de contração linear do metal (%). O resultado é a dimensão maior que o modelo deve ter para que, ao solidificar e resfriar, a peça contraia até a medida correta. Cada metal tem sua contração linear de solidificação: aço ~2%, ferro fundido cinzento ~1%, alumínio ~1,3%, bronze ~1,5%. Os modeladores usam réguas de contração ('réguas de fundidor') já dilatadas. Ignorar a contração resulta em peças menores que o especificado. Informe a dimensão da peça e o coeficiente de contração.
Área do Canal de Vazamento
Calcula a área da seção do canal de vazamento, A = Q ÷ v, dividindo a vazão de metal desejada Q pela velocidade do metal v. O resultado, na unidade de área coerente (cm²), é a seção transversal que o canal de descida (ou ataque) deve ter para entregar a vazão necessária na velocidade calculada. É a aplicação da equação da continuidade ao sistema de canais da fundição. O dimensionamento correto das áreas dos vários elementos do sistema (bacia, descida, distribuidor, ataques) controla a vazão, a velocidade e o regime de escoamento do metal, evitando turbulência e garantindo enchimento adequado. As proporções entre as áreas definem o tipo de sistema (pressurizado ou despressurizado). Informe a vazão e a velocidade.
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