Materiais2021

This form will record your name please fill your name P1TMEC00420211 A05S0304out A P1 será lançada às 20h30 e a devolução deverá ocorrer até 20h20 de quartafeira 610 O tempo de execução da prova será considerado a partir da primeira abertura do Form por um dos membros do grupo até o envio final Apenas um Form deve ser enviado por um dos membros do grupo P1 com peso 010 A constatação de respostas copiadas ou visivelmente adaptados sugerindo cola implicam na nota zero em toda a prova para os envolvidos A prova P1 terá duração de 2 horas A entrega fora do prazo estabelecido nos primeiros 15 minutos implica na perda de 50 da nota Além de quinzes minutos a nota será zero Entregas pelo chat ou outro meio que não seja o mesmo de disponibilização da prova implica em nota zero O aumento de resistência por deformação plástica seria da mesma ordem caso não existissem fontes de discordâncias em materiais metálicos Questão Bônus 2X para acerto pleno 100 Points 1 Seria possível a curva mostrada na figura ser obtida de um policristal Explique Questão Bônus 3X para acerto pleno 100 Points 2 Qual o impacto tecnológico da influência dos elementos de ligas nos aços 25 Points 3 26032025 1534 P1TMEC00420211 A05S0304out TMEC004 20211 MATERIAIS DE ENGENHARIA httpsformsofficecomPagesDesignPageV2aspxprevoriginshelloriginNeoPortalPagesubpagedesignidozd7wLpUK8Z0ubc44d8BXn 15 Upload file File number limit 1 Single file size limit 100MB Allowed file types Word Excel PPT PDF Image Video Audio Considere o sistema AlSi Anexeo com a resolução da questão Qual a equação da reação invariante Quais são os microconstituintes e suas proporções para a liga Al20Si Quais são as solubilidades de um elemento no outro à Tamb 10 Points 4 Ao analisar a figura o que você conclui quanto ao comportamento do material Há duas observações possíveis 25 Points 5 Porque quando possível sempre haverá interação defeito pontualdiscordância Qual a relevância deste fenômeno em materiais 100 Points 6 Upload file File number limit 1 Single file size limit 100MB Allowed file types Word Excel PPT PDF Image Video Audio Seria possível dispor de ligas FeC diferentes composições nominais de modo colocar em equilíbrio duas fases quaisquer tendo a composição definida para uma dessas fases Comente e mostre no diagrama 40 Points 7 Sempre haveria recristalização quando um corpo metálico for submetido a uma temperatura superior à sua temperatura de recristalização Comente sobre a afirmação acima 50 Points 8 26032025 1534 P1TMEC00420211 A05S0304out TMEC004 20211 MATERIAIS DE ENGENHARIA httpsformsofficecomPagesDesignPageV2aspxprevoriginshelloriginNeoPortalPagesubpagedesignidozd7wLpUK8Z0ubc44d8BXn 25 Seria possível considerar o comportamento abaixo como sendo de um material metálico Comente 50 Points 9 Você considera as imperfeições da rede cristalina como essenciais do ponto de vista da engenharia Comente 50 Points 10 No diagrama FeFe3C como se justifica o surgimento dos microconstituintes próeutetoides 50 Points 11 26032025 1534 P1TMEC00420211 A05S0304out TMEC004 20211 MATERIAIS DE ENGENHARIA httpsformsofficecomPagesDesignPageV2aspxprevoriginshelloriginNeoPortalPagesubpagedesignidozd7wLpUK8Z0ubc44d8BXn 35 Upload file File number limit 1 Single file size limit 100MB Allowed file types Word Excel PPT PDF Image Video Audio Em um mesmo par de eixos identificados esboce curvas de materiais a que não apresentaria discordâncias e b deformável plasticamente e não encruável Comente seu esboço sugerindo uma explicação para tais comportamentos Considere condições e materiais hipotéticos Obrigatório o carregamento do esboço 100 Points 12 Upload file File number limit 1 Single file size limit 100MB Allowed file types Word Excel PPT PDF Image Video Audio Quais as frações de ferrita e cementita na perlita Use o balanço de massas 50 Points 13 Upload file File number limit 1 Single file size limit 100MB Allowed file types Word Excel PPT PDF Image Video Audio A fração em massa de cementita eutetóide em uma liga de ferrocarbono é 0104 Com base nesta informação seria possível determinar a composição da liga Se sim qual é a sua composição Se não for possível explique o porquê 50 Points 14 Upload file File number limit 1 Single file size limit 100MB Allowed file types Word Excel PPT PDF Image Video Audio A fração em massa da ferrita eutetóide em um liga de ferrocarbono é 082 Com base nesta informação seria possível determinar a composição da liga Se sim qual é a sua composição Se não for possível explique o porquê 50 Points 15 É possível prever a obtenção de ferro cinzento a partir do diagrama FeFe3C Explique 50 Points 16 Há alguma relação entre a taxa de trabalho a frio e o tamanho do grão recristalizado 50 Points 17 26032025 1534 P1TMEC00420211 A05S0304out TMEC004 20211 MATERIAIS DE ENGENHARIA httpsformsofficecomPagesDesignPageV2aspxprevoriginshelloriginNeoPortalPagesubpagedesignidozd7wLpUK8Z0ubc44d8BXn 45 This content is neither created nor endorsed by Microsoft The data you submit will be sent to the form owner Microsoft Forms A microestrutura de ferros fundidos dependem diretamente de dois fatores composição e tempo Explique 50 Points 18 26032025 1534 P1TMEC00420211 A05S0304out TMEC004 20211 MATERIAIS DE ENGENHARIA httpsformsofficecomPagesDesignPageV2aspxprevoriginshelloriginNeoPortalPagesubpagedesignidozd7wLpUK8Z0ubc44d8BXn 55 1 O aumento de resistência por deformação plástica seria da mesma ordem caso não existissem fontes de discordâncias em materiais metálicos R Não Grande parte do encruamento em metais está diretamente ligada ao aumento da densidade de discordâncias As chamadas fontes de discordâncias como a fonte de Frank Read geram novas discordâncias à medida que o material é deformado Sem essas fontes a quantidade de discordâncias não aumentaria de forma significativa reduzindo bastante o encruamento 2 Seria possível a curva mostrada na figura ser obtida de um policristal Explique R Sim é possível que a curva seja de um policristal pois o formato típico é comum em materiais metálicos de múltiplos grãos Vale notar que embora o valor de tensão de escoamento 07 MPa seja bastante baixo para a maioria dos metais em temperatura ambiente esse patamar pode ser alcançado em ligas muito macias ou em condições de temperatura que reduzam muito a resistência 3 Qual o impacto tecnológico da influência dos elementos de ligas nos aços R A introdução de elementos de liga nos aços amplia suas possibilidades de aplicação pois eles podem modificar temperaturas críticas alterar a dissolução e a difusão do carbono ajustar velocidades de transformação de fase e modificar a formação de carbonetos resultando em variações significativas de propriedades como resistência mecânica tenacidade dureza resistência à corrosão e usinabilidade dessa forma criase um potencial de engenharia de propriedades que possibilita projetar aços específicos para diferentes cenários e requisitos tecnológicos ALTERAÇÕES GERAIS CAUSADAS PELOS ELEMENTOS DE LIGA 1 Podem formar soluções sólidas ou compostos 2 Podem alterar a temperatura de ocorrência de transformação de fase Exemplo manganês e silício abaixam a temperatura do eutetóide titânio molibdênio silício tungstênio e cromo elevam 3 Podem alterar a solubilidade do carbono no ferro e no ferro γ Exemplo abaixam o teor de carbono do eutetóide níquel cromo manganês silício tungstênio titânio molibdênio 4 Podem alterar a velocidade de reação de transformação de fase decomposição da austenita 5 Podem alterar a velocidade de solubilização da cementita na austenita durante o aquecimento do aço 6 Podem diminuir o amolecimento causado pelo revenimento Exemplo elementos fornecedores de carbono 7 Podem intensificar a ação do teor crescente de carbono no aumento da resistência mecânica do aço 8 Dissolvemse na ferrita em vários graus conforme o elemento de liga os elementos com tendência à formação de carbonetos o fazem quando o carbono está presente em teores suficientes e dissolvemse muito pouco na ferrita endurecendoa porém na maior parte na forma de carbonetos Os elementos não formadores de carbonetos são mais efetivos no aumento da resistência mecânica por solução sólida A potência de endurecimento por solução sólida na resistência mecânica é a seguinte C mais efetivo P Mo Mn Si Cu e Ni menos efetivos 9 Alguns elementos formam compostos principais na presença dos nãometálicos que se solidificam e resultam em certas inclusões 4 Considere o sistema AlSi Anexeo com a resolução da questão Qual a equação da reação invariante Quais são os microconstituintes e suas proporções para a liga Al 20Si Quais são as solubilidades de um elemento no outro à Tamb R L a b 577 ºC As fases presentes logo abaixo da temperatura eutética são a b Suas proporções são 𝑎 9983 20 9983 165 8130 𝑏 100 8130 1870 A solubilidade de Si e a é próxima de 1 em temperatura ambiente De Al em B é praticamente nula 5 Ao analisar a figura o que você conclui quanto ao comportamento do material Há duas observações possíveis R A curva exibe um escoamento descontínuo com um salto repentino da tensão ao passar do ponto a para o ponto b típico de aços de baixo carbono evidenciando limite de escoamento superior e inferior Depois desse patamar inicial onde ocorrem as bandas de Lüder o material entra em regime de encruamento em que a tensão volta a subir até atingir a resistência máxima demonstrando boa ductilidade antes da fratura 6 Porque quando possível sempre haverá interação defeito pontualdiscordância Qual a relevância deste fenômeno em materiais R A interação entre um defeito pontual e uma discordância ocorre porque ambos geram campos de tensões locais na estrutura cristalina e esses campos podem se compatibilizar energeticamente levando a uma diminuição da energia total do sistema quando o defeito pontual se posiciona na região do campo da discordância Esse efeito é muito importante para fenômenos nos materiais como o endurecimento por solução sólida a ancoragem de discordâncias a formação de bandas de escoamento descontínuo e até a difusão ao longo de discordâncias 7 Seria possível dispor de ligas FeC diferentes composições nominais de modo colocar em equilíbrio duas fases quaisquer tendo a composição definida para uma dessas fases Comente e mostre no diagrama R Sim é possível numa liga binária quando se está dentro de um campo bifásico a uma dada temperatura Nessas condições a composição de cada fase é fixada pelas extremidades da linha de amarração no diagrama de fases enquanto a composição nominal da liga apenas altera as frações em cada fase não a composição de cada fase em si 8 Sempre haveria recristalização quando um corpo metálico for submetido a uma temperatura superior à sua temperatura de recristalização Comente sobre a afirmação acima R Embora manter um metal acima de sua temperatura de recristalização seja fundamental para permitir a formação de novos grãos isso não garante que a recristalização aconteça automaticamente Primeiro ele precisa ter sido deformado pois são esses defeitos cristalinos que fornecem a motivação para a reorganização Além disso o material deve ficar tempo suficiente nessa temperatura para que os átomos consigam se mover e se rearranjar Fatores como composição química e impurezas também influenciam podendo facilitar ou dificultar o processo 9 Seria possível considerar o comportamento abaixo como sendo de um material metálico Comente R O gráfico mostra algo que é bem típico dos metais primeiro há uma fase onde o material se comporta elasticamente e depois uma fase onde ele se deforma permanentemente Além disso cada vez que o material é carregado novamente ele fica um pouco mais resistente de encruamento Isso é uma característica muito comum nos metais 10 Você considera as imperfeições da rede cristalina como essenciais do ponto de vista da engenharia Comente R Sim As imperfeições da rede cristalina são importantes para a engenharia pois são elas que determinam diversas propriedades importantes dos materiais metálicos como resistência mecânica ductilidade e capacidade de serem tratados termicamente Saber controlar e usar essas imperfeições é exatamente o que permite criar materiais mais fortes e adaptados às necessidades práticas de cada aplicação 11 No diagrama FeFe3C como se justifica o surgimento dos microconstituintes pró eutetoides R No diagrama FeFe₃C os microconstituintes próeutetóides surgem devido ao resfriamento lento das ligas fora da composição eutetoide 076 de carbono Nesses casos a redução da solubilidade do carbono na fase austenítica ao cruzar as linhas A₃ para ligas hipoeutetóides ou Acm para ligas hipereutetóides induz a nucleação e crescimento de fases sólidas adicionais antes que a reação eutetoide ocorra Assim em ligas hipoeutetóides C 076 ocorre a precipitação de ferrita próeutetóide devido ao excesso relativo de ferro já em ligas hipereutetóides C 076 precipita cementita próeutetóide pela saturação de carbono 12 Em um mesmo par de eixos identificados esboce curvas de materiais a que não apresentaria discordâncias e b deformável plasticamente e não encruável Comente seu esboço sugerindo uma explicação para tais comportamentos Considere condições e materiais hipotéticos R No caso a se o material não apresenta discordâncias ele não tem como acomodar deformações plásticas significativas por meio de escorregamento Assim a resposta à carga seria apenas elástica até atingir um ponto de fratura Na curva tensãodeformação isso se traduz em uma linha praticamente reta com a inclinação equivalente ao módulo de elasticidade que termina de forma abrupta quando o material rompe É um comportamento frágil onde a ruptura acontece subitamente sem escoamento No caso b o material tem capacidade de deformação plástica porém não apresenta encruamento Na prática quando um metal ou liga sofre deformação plástica a movimentação de discordâncias tende a se tornar gradualmente mais difícil devido ao encruamento o que faz a tensão exigida para continuar deformando aumentar Entretanto se o material não encrua a tensão de escoamento permanece aproximadamente constante depois do ponto de escoamento Graficamente vêse um pequeno trecho elástico inicial até o limite de escoamento e em seguida um platô praticamente horizontal na região plástica pois a tensão necessária para continuar a deformar o material não cresce 13 Quais as frações de ferrita e cementita na perlita Use o balanço de massas R Em uma liga eutetóide logo abaixo da temperatura eutetóide temse 𝑓𝑒𝑟𝑟𝑖𝑡𝑎 667 076 667 0022 8890 𝑐𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑖𝑡𝑎 100 8890 1110 14 A fração em massa de cementita eutetóide em uma liga de ferrocarbono é 0104 Com base nesta informação seria possível determinar a composição da liga Se sim qual é a sua composição Se não for possível explique o porquê R Não é possível pois pode haver cementita próeutetoide e devese conhecer o valor de sua quantidade para poder calcular o teor de carbono da liga Agora se a liga for hipoeutética é possível calcular 0104 𝑥 0022 667 0022 𝑥 07133 15 A fração em massa da ferrita eutetóide em um liga de ferrocarbono é 082 Com base nesta informação seria possível determinar a composição da liga Se sim qual é a sua composição Se não for possível explique o porquê R Não é possível pois pode haver ferrita próeutetoide e devese conhecer o valor de sua quantidade para poder calcular o teor de carbono da liga Agora se a liga for hipereutética é possível calcular 𝐶 082 0022 018 667 𝐶 12186 16 É possível prever a obtenção de ferro cinzento a partir do diagrama FeFe3C Explique R Não é possível prever diretamente a formação do ferro cinzento usando apenas o diagrama FeFe₃C metaestável pois este considera a formação de cementita Fe₃C uma fase metaestável O ferro fundido cinzento é caracterizado pela formação de grafita livre uma fase estável do carbono puro que não aparece no diagrama FeFe₃C Para analisar ou prever a obtenção de ferro cinzento devese utilizar o diagrama ferrocarbono estável FeC que considera a grafita como fase de equilíbrio 17 Há alguma relação entre a taxa de trabalho a frio e o tamanho do grão recristalizado R Sim Quanto maior a taxa de trabalho a frio maior a densidade de discordâncias geradas e maior a energia armazenada no material deformado Com isso durante a recristalização ocorre nucleação de um número maior de novos grãos resultando em um tamanho de grão recristalizado menor 18 A microestrutura de ferros fundidos depende diretamente de dois fatores composição e tempo Explique R A composição química especialmente os teores de carbono silício e outros elementos de liga determina a estabilidade relativa entre as fases grafita estável e cementita metaestável Altos teores de carbono e silício favorecem a formação de grafita enquanto elementos como manganês favorecem a cementita O tempo de resfriamento define a cinética das transformações Resfriamentos lentos permitem a precipitação e crescimento da grafita estrutura estável gerando microestruturas com grafita livre típicas dos ferros cinzentos Já resfriamentos rápidos dificultam essa precipitação favorecendo estruturas metaestáveis com cementita ferro branco REFERÊNCIAS ASKELAND Donald Essentials of Materials and Science Engineering 2ªth CALLISTER Willian Ciência e Engenharia dos Materiais Uma Introdução 9ªed SOUZA Sergio Augusto de Composição Química dos Aços 1989 TORRES Wendel Ferros Fundidos 2011