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This content is Internal Comportamento Químico e Mecânico dos Materiais This content is Internal COMPQUÍMICO E MECÂNICO DOS MATERIAIS 2 This content is Internal DEFORMAÇÕES PLÁSTICAS ELÁSTICAS E ENCRUAMENTO COMPQUÍMICO E MECÂNICO DOS MATERIAIS 3 Quando submetidos a campos de forças eou momentos os metais deformamse A intensidade e o tipo de deformação sofrido pelo metal são funções da resistência mecânica do metal da intensidade das forças e momentos aplicados do caminho da deformação etc TODO MATERIALSE DEFORMA deformação elástica é aquela em que removidos os esforços atuando sobre o corpo ele volta a sua forma original deformação plástica é aquela em que removidos os esforços não há recuperação da forma original This content is Internal Comportamento Elástico e Plástico dos Materiais COMPQUÍMICO E MECÂNICO DOS MATERIAIS Os dois tipos de deformação podem ser explicados pelos movimentos atômicos na estrutura cristalina do material Cada átomo do cristal vibra em torno de uma posição de equilíbrio característica do tipo de rede cristalina do metal sendo seu núcleo atraído pelas eletrosferas dos átomos vizinhos e repelido pelos núcleos dos mesmos como se estivessem em um poço de energia Sob a ação de esforços externos dos átomos a se deslocarem de sua posição de equilíbrio tendência 4 This content is Internal Comportamento Elástico e Plástico dos Materiais COMPQUÍMICO E MECÂNICO DOS MATERIAIS Os dois tipos de deformação podem ser explicados pelos movimentos atômicos na estrutura cristalina do material Adeformação plástica é resultante do mecanismo de formação de defeitos cristalinos discordâncias e maclas permanecendo constante o parâmetro de rede Depois de removidos os esforços continua a existir um deslocamento diferenciado de uma parte do corpo em relação a outra ou seja o corpo não recupera sua forma original A deformação plástica envolve a quebra de um número limitado de ligações atômicas pelo movimento de discordâncias 5 O diagrama tensãodeformação Diagrama tensãodeformação convencional A tensão nominal ou tensão de engenharia é determinada pela divisão da carga aplicada P pela área original da seção transversal do corpo de prova A0 σ PA0 A deformação nominal ou deformação de engenharia é determinada pela divisão da variação δ no comprimento de referência do corpo de prova pelo comprimento de referência original do corpo de prova L0 ε δL0 Endurecimento por deformação Quando o escoamento tiver terminado podese aplicar uma carga adicional ao corpo de prova o que resulta em uma curva que cresce continuamente mas tornase mais achatada atingir uma tensão máxima denominada limite de resistência Estrição No limite de resistência a área da seção transversal começa a diminuir em uma região localizada do corpo de prova O corpo de prova quebra quando atinge a tensão de ruptura Comportamento elástico A tensão é proporcional à deformação O material é lineamente elástico Escoamento Um pequeno aumento na tensão acima do limite de elasticidade resultará no colapso do material e fará com que ele se deforme permanentemente Os valores da tensão e da deformação calculados por essas medições são denominados tensão real e deformação real Use este diagrama já que a maioria dos projetos de engenharia é feito dentro da faixa elástica This content is Internal Dado muitas vezes em GPa COMPQUÍMICO E MECÂNICO DOS MATERIAIS 7 This content is Internal COMPQUÍMICO E MECÂNICO DOS MATERIAIS 1 Considerando a curva abaixo a Qual o alongamento de um corpo de prova cilíndrico de aço Ø85mm e Comprimento inicial de 8 cm quando uma carga de 6525 kN for aplicada neste corpo de prova 8 This content is Internal COMPQUÍMICO E MECÂNICO DOS MATERIAIS 1 Considerando a curva abaixo a Qual o alongamento de um corpo de prova cilíndrico de aço Ø85mm e Comprimento inicial de 8 cm quando uma carga de 6525 kN for aplicada neste corpo de prova 9 This content is Internal COMPQUÍMICO E MECÂNICO DOS MATERIAIS 1 Considerando a curva abaixo a Qual o alongamento de um corpo de prova cilíndrico de aço Ø85mm e Comprimento inicial de 8 cm quando uma carga de 6525 kN for aplicada neste corpo de prova 10 This content is Internal COMPQUÍMICO E MECÂNICO DOS MATERIAIS 11 2 Um corpo de prova padronizado de aço com 13 mm de diâmetro sujeito a uma força de tração de 295 kN teve um alongamento de 0216 mm para um comprimento de 200 mm Admitindose que não foi superado o limite de proporcionalidade estimar o valor do módulo de elasticidade longitudinal do aço This content is Internal COMPQUÍMICO E MECÂNICO DOS MATERIAIS 2 Um corpo de prova padronizado de aço com 13 mm de diâmetro sujeito a uma força de tração de 295 kN teve um alongamento de 0216 mm para um comprimento de 200 mm Admitindose que não foi superado o limite de proporcionalidade estimar o valor do módulo de elasticidade longitudinal do aço 12 This content is Internal COMPQUÍMICO E MECÂNICO DOS MATERIAIS 13 2 Um corpo de prova padronizado de aço com 13 mm de diâmetro sujeito a uma força de tração de 295 kN teve um alongamento de 0216 mm para um comprimento de 200 mm Admitindose que não foi superado o limite de proporcionalidade estimar o valor do módulo de elasticidade longitudinal do aço Resposta E 206 GPa This content is Internal COMPQUÍMICO E MECÂNICO DOS MATERIAIS 3 Tendo o diagrama de comportamento tensãodeformação em tração para o corpo de prova de latão abaixo determine a A carga máxima que pode ser suportada por um corpo de prova cilíndrico que possui um diâmetro original de 162 cm bQual a variação de comprimento do corpo de prova no momento da submissão de tensão de tração de 190 Mpa de um corpo de prova originalmente de comprimento de 190 mm 14 This content is Internal UNALAFAIETE COMPQUÍMICO E MECÂNICO DOS MATERIAIS 3 Tendo o diagrama de comportamento tensãodeformação em tração para o corpo de prova de latão abaixo determine a A carga máxima que pode ser suportada por um corpo de prova cilíndrico que possui um raio original de 15 mm F 450 𝑥 106 𝑁 𝑚2 15 x π15 x 102 𝑚2 F 318086256 N F 31809 kN This content is Internal COMPQUÍMICO E MECÂNICO DOS MATERIAIS 3 Tendo o diagrama de comportamento tensãodeformação em tração para o corpo de prova de latão abaixo determine b Qual a variação de comprimento do corpo de prova no momento da submissão de tensão de tração de 190 Mpa de um corpo de prova originalmente de comprimento de 190 mm Para calcular a variação no comprimento Δl na equação Δl El0 é necessário em primeiro lugar determinar a deformação produzida por uma tensão de 345MPa Isso é feito localizandose esse ponto de tensão sobre a curva tensãodeformação ponto A e lendose a deformação correspondente sobre o eixo da deformação que é de aproximadamente 006 Teremos l0 190mm e Deformação E 00022 Δl El0 0418mm 16 This content is Internal O diagrama é formado por uma região de uma única fase líquida L uma região única fase sólida representada por α e uma região de duas fases líquido L sólido a DIAGRAMA DE FASES 17 Aula 8 e 10 This content is Internal Líquido L Composição 18 COMPQUÍMICO E MECÂNICO DOS MATERIAIS This content is Internal Líquido L Fases Líquido L α L α 19 COMPQUÍMICO E MECÂNICO DOS MATERIAIS This content is Internal Líquido L Fronteiras entre as fases 20 Linha Liquidus Linha Solidus COMPQUÍMICO E MECÂNICO DOS MATERIAIS This content is Internal Líquido L Pontos de fusão dos componentes puros TM do Cu TM do Ni O que é fusão 21 COMPQUÍMICO E MECÂNICO DOS MATERIAIS This content is Internal Interpretaçã o do diagrama de fases Sistema binário Pelo menos três informações podem ser obtidas 1Fases que estão presentes 2As composições destas fases 3As porcentagens das fases QUANTIDADE COMPQUÍMICO E MECÂNICO DOS MATERIAIS 22 This content is Internal Líquido L 1 Fases 23 Localizar o ponto que está sendo analisado e identificar as fases Ponto A Fase α Ponto B Fase α Fase L COMPQUÍMICO E MECÂNICO DOS MATERIAIS This content is Internal 2 Composição das fases 24 COMPQUÍMICO E MECÂNICO DOS MATERIAIS This content is Internal 2 Composição das fases Regiões monofásicas A composição da fase é simplesmente a mesma composição da liga Ex Ponto A Somente fase α Assim Composição da fase é 60 Ni 40 Cu Regiões bifásicas Usase uma linha de temperatura horizontal chamada de linha isotérmica Essas linhas se estendem através da região bifásica e terminam nas curvas de fronteira entre fases de ambos os lados COMPQUÍMICO E MECÂNICO DOS MATERIAIS 25 This content is Internal 2 Composição das fases para REGIÕES BIFÁSICAS 26 1 Construir uma linha isotérmica através da região bifásica na temperatura da liga 2 Os limites da linha isotérmica são os valores utilizados para determinar a composição CL e Cα Líquido L Linha isotérmica Liquidus Solidus Zoom do diagrama de fases COMPQUÍMICO E MECÂNICO DOS MATERIAIS This content is Internal 2 Composição das fases para REGIÕES BIFÁSICAS Região bifásica α L Composição Ni Cu Composição fase líquida Linha perpendicular que sai da linha liquidus CL Composição fase sólida linhas perpendicular que sai da linha solidus Cα Se considerarmos CL 31 de Ni e Cα 42 de Ni temos 27 COMPQUÍMICO E MECÂNICO DOS MATERIAIS Exemplo Ponto B Linha isotérmica Zoom do diagrama de fases Composição da fase líquida 31 de Ni e 69 de Cu Composição da fase sólida 42 de Ni e 58 de Cu This content is Internal 3 Quantidade das fases OU PORCENTAGENS REGIÕES MONOFÁSICAS Uma vez que só há uma fase presente a liga é composta 100 por aquela fase Ex Ponto A Somente fase α Assim Quantidade de 100 da fase α REGIÕES BIFÁSICAS Usase a linha isotérmica ou linha de amarração Usase um procedimento chamado de regra da alavanca COMPQUÍMICO E MECÂNICO DOS MATERIAIS 28 This content is Internal 2 Quantidade das fases 29 REGIÕES BIFÁSICAS REGRA DA ALAVANCA 1 Construir uma linha isotérmica através da região bifásica até a temperatura da liga 2 Localizar a composição da liga Co 3A quantidade da fase é calculada pelo comprimento da linha isotérmica da composição da liga Co até a fronteira entre fases CL ou Cα COM A OUTRA FASE e então dividindo esse valor pelo comprimento total da linha isotérmica Para cada uma das fases Multiplicar por 100 para obter a porcentagem da fase Linha isotérmica Liquidu s Solidu s Zoom do gráfico anterior Zoom do diagrama de fases COMPQUÍMICO E MECÂNICO DOS MATERIAIS This content is Internal 2 Quantidade das fases REGIÕES BIFÁSICAS REGRA DA ALAVANCA 30 1Ponto B fases α L 2Quantidade de L WL 𝑾𝑳 𝑺 𝑹𝑺 x 100 𝑪𝑎 𝑪𝑳 COMPQUÍMICO E MECÂNICO DOS MATERIAIS 𝑾𝑳 𝑪𝑎 𝑪𝒐 x 100 Do ponto ao outro sobre o total Sempre o maior menos o menor This content is Internal 2 Quantidade das fases 31 REGIÕES BIFÁSICAS REGRA DA ALAVANCA EXEMPLO Se Co 35Ni Cα 425Ni CL 315Ni Calcule a quantidade da fase Líquida no ponto B Quantidade de L WL 𝑊𝐿 𝑆 𝑅𝑆 x 100 𝐶α 𝐶𝐿 𝑊𝐿 𝐶α 𝐶𝑜 x 100 𝑊𝐿 425 35 425 315 x 100 𝑊𝐿 068 x 100 𝑾𝑳 𝟔𝟖 de Líquido Linha isotérmica Composição Ni Zoom do gráfico anterior Zoom do diagrama de fases COMPQUÍMICO E MECÂNICO DOS MATERIAIS This content is Internal 2 Quantidade das fases REGIÕES BIFÁSICAS REGRA DA ALAVANCA 32 1Ponto B fases α L 2Quantidade de α Wα 𝑊α 𝑅 𝑅𝑆 x 100 𝐶α 𝐶𝐿 𝑊α 𝐶𝑜 𝐶𝐿 x 100 Do ponto ao outro sobre o total Sempre o maior menos o menor Linha isotérmica Composição Ni Líquido L Solidus Zoom do gráfico anterior COMPQUÍMICO E MECÂNICO DOS MATERIAIS This content is Internal EXEMPLO Se Co 35Ni Cα 425Ni CL 315Ni Calcule a quantidade proporção da fase α no ponto B Quantidade de α W α 𝑊α 𝑅 𝑅𝑆 x 100 𝑊α 𝐶𝑜 𝐶𝐿 x 100 𝐶α 𝐶𝐿 35 315 𝑊α 425 315 x 100 𝑊α 032 x 100 𝑾α 𝟑𝟐 de α Líquido LLinha isotérmica Composição Ni Solidus Zoom do gráfico anterior 2 Quantidade das fases REGIÕES BIFÁSICAS REGRA DA ALAVANCA 33 COMPQUÍMICO E MECÂNICO DOS MATERIAIS Exercício 1 Para uma liga do sistema CuNi com 40 de Cu determine as fases presentes a composição das fases e a quantidades das fases para as temperaturas dadas Temp Ponto Fases Compos ição Q u a n t i d a d e 1100º C C 1245º C D 1400º C E E D C Quantidade de α Wα 𝑊α 𝐶𝑜 𝐶𝐿 x100 𝐶α 𝐶𝐿 Quantidade de L WL 𝐶𝛼 𝐶𝐿 𝑊𝐿 𝐶𝛼 𝐶𝑜 x 100 Na prova favor responder em tabela igual a essa Grata CL Cα Exercício 1 Para uma liga do sistema CuNi com 40 de Cu determine as fases presentes a composição das fases e a quantidades das fases para as temperaturas dadas Temp Ponto Fases Composição Quantidade 1100ºC C α 40Cu e 60Ni 100 1245ºC D α L L 30Cu E 60 Ni L 286 α 44Cu e 56 α 714 1400ºC E L 40Cu e 60Ni 100 E D C Quantidade de α Wα 𝑊α 𝐶𝑜 𝐶𝐿 x100 𝑊α 40 30 x100 714 𝐶α 𝐶𝐿 44 30 Quantidade de L WL 𝑊𝐿 𝐶𝛼 𝐶𝑜 x 100 𝑊𝐿 44 40 x 100 286 𝐶𝛼 𝐶𝐿 44 30 CL Cα REAÇÕES TRIFÁSICAS REAÇÕES TRIFÁSICAS a linha horizontal no de fases Essa linha Localize diagrama indica a trifásica presença de reação e representa a temperatura na qual a reação ocorre Localize os três pontos na linha Inicial final e terceiro ponto central ou intermediário Olhe imediatamente acima do ponto intermediário e veja a fase presente Olhe imediatamente abaixo e veja a fase presente Em seguida escreva essa reação e identifique o tipo de transformação EXEMPLO DE REAÇÕES TRIFÁSICAS δ L ϒ PERITÉTICA L1 ϒ L2 L2 ϒ β ϒ α β α β μ EXEMPLO DE REAÇÕES TRIFÁSICAS δ L ϒ PERITÉTICA L1 ϒ L2 MONOTÉTICA L2 ϒ β EUTÉTICA ϒ α β EUTETÓIDE α β μ PERITETOIDE