Ciencia dos Materias

Muitos materiais quando em serviço estão sujeitos a forças ou cargas O gráfico abaixo representa curvas tensão x deformação obtidas num ensaio de tração para dois materiais diferentes Observandose este gráfico podese concluir que a O módulo de elasticidade do Material 2 pode ser determinado pelo valor da tensão no ponto C b O limite de resistência a tração do Material 2 é dado pelo valor da tensão no ponto E c O ponto B do trecho AB para o Material 2 corresponde ao limite de proporcionalidade d O Material 2 é o mais tenaz e o Material 1 apresenta o maior módulo de elasticidade e Os itens C e D estão corretos Considerando três aços carbono de mesma composição química onde a amostra 1 apresenta 55 de deformação a amostra 2 apresenta 35 de deformação e a amostra 3 apresenta 15 de deformação Analise as afirmações a seguir I Eles nunca terão a mesma resistência mecânica II Eles podem vir a ter a mesma resistência mecânica se submetidos a um Tratamento Térmico III É possível modificar as amostras 2 e 3 aumentando sua taxa de encruamento através de uma deformação plástica a frio até 55 deixandoas com as mesmas propriedades da amostra 1 IV É possível diminuir a resistência da amostra 1 através de um Tratamento Térmico de Recozimento de Recristalização V É possível apenas diminuir a resistência da amostra 1 Estáão incorretas as sentenças a I e IV b IIII e V c Somente a V d II e IV e II III e IV Analise as afirmações a seguir I Para uma dada temperatura é necessário um mínimo de deformação plástica para que seja possível a recristalização II Em geral operações de estampagem profunda são realizadas a temperaturas abaixo da temperatura de recristalização para evitar mudanças microestruturais e a oxidação do componente III Para uma dada deformação plástica acima da deformação crítica quanto mais elevada a temperatura mais rápido ocorre a recristalização IV Considere dois metais M1 e M2 de mesma composição química encruados em duas condições distintas E1 e E2 respectivamente onde E1E2 O material M1 apresentará uma temperatura de recristalização menor que o material M2 Estáão corretas as sentenças a III e IV b I e III c I II e III d I e II 2 Existe diferença entre a temperatura de fusão e a de solidificação de um metal 3 Quais as etapas da solidificação 4 O que é nucleação Quais os dois tipos 5 O que é nucleação homogênea Explique Captura de tela 1 Análise das afirmações I Para uma dada temperatura é necessário um mínimo de deformação plástica para que seja possível a recristalização Correta Existe uma deformação crítica mínima para que haja energia armazenada suficiente para iniciar a recristalização II Em geral operações de estampagem profunda são realizadas a temperaturas abaixo da temperatura de recristalização para evitar mudanças microestruturais e a oxidação do componente Correta Estampagem profunda é um processo de conformação a frio justamente para manter a resistência e evitar recristalização III Para uma dada deformação plástica acima da deformação crítica quanto mais elevada a temperatura mais rápido ocorre a recristalização Correta A velocidade da recristalização aumenta com a temperatura devido à maior difusão atômica IV Considere dois metais M1 e M2 de mesma composição química encruados em duas condições distintas E1 e E2 respectivamente onde E1 E2 O material M1 apresentará uma temperatura de recristalização menor que o material M2 Incorreta Quanto maior o grau de encruamento E2 E1 maior a energia armazenada logo menor será a temperatura necessária para recristalização Portanto M2 recristaliza a uma temperatura menor e M1 a uma temperatura maior Conclusão As afirmações corretas são I II e III Gabarito c I II e III Captura de tela 2 Enunciado resumido Três aços carbono mesma composição química Amostra 1 55 deformação Amostra 2 35 deformação Amostra 3 15 deformação Afirmações I Eles nunca terão a mesma resistência mecânica Incorreta Com tratamento térmico recozimento é possível igualar as propriedades mecânicas II Eles podem vir a ter a mesma resistência mecânica se submetidos a um Tratamento Térmico Correta O recozimento elimina o encruamento restaurando propriedades semelhantes III É possível modificar as amostras 2 e 3 aumentando sua taxa de encruamento até 55 deixandoas com as mesmas propriedades da amostra 1 Correta Se deformadas a frio até o mesmo grau 55 terão propriedades semelhantes à amostra 1 IV É possível diminuir a resistência da amostra 1 através de um Tratamento Térmico de Recozimento de Recristalização Correta O recozimento reduz a resistência e aumenta a ductilidade V É possível apenas diminuir a resistência da amostra 1 Incorreta Não é apenas a amostra 1 qualquer amostra pode ter resistência reduzida por recozimento Conclusão As incorretas são I e V Gabarito a I e V Captura de tela 3 2 Existe diferença entre a temperatura de fusão e a de solidificação de um metal Para metais puros não existe diferença significativa a temperatura de fusão passagem do sólido para líquido e a de solidificação líquido para sólido são praticamente iguais Já em ligas metálicas pode ocorrer uma faixa de solidificação devido à composição química chamada intervalo de solidificação 3 Quais as etapas da solidificação As principais etapas são 1 Nucleação formação dos primeiros núcleos sólidos dentro do líquido 2 Crescimento dos cristais os núcleos crescem formando dendritas estruturas ramificadas que se formam durante o crescimento dos cristais na solidificação de metais e ligas ou grãos 3 Coalescência junção dos grãos até completar a solidificação 4 O que é nucleação Quais os dois tipos Nucleação é o processo inicial da solidificação onde pequenos núcleos sólidos se formam no líquido Os dois tipos são Nucleação homogênea ocorre no interior do líquido sem influência de superfícies externas Nucleação heterogênea ocorre sobre superfícies impurezas ou interfaces sendo mais comum na prática 5 O que é nucleação homogênea Explique É a formação de núcleos sólidos dentro do líquido puro sem ajuda de partículas ou superfícies externas Para ocorrer é necessário superresfriamento temperatura abaixo da de solidificação para reduzir a energia livre e permitir a formação estável dos núcleos Captura de tela 4 Análise do gráfico Material 1 curva mais inclinada no início maior módulo de elasticidade mais rígido Material 2 curva menos inclinada menor módulo de elasticidade mas maior alongamento mais tenaz absorve mais energia antes da fratura Alternativas a O módulo de elasticidade do Material 2 pode ser determinado pelo valor da tensão no ponto C Incorreta O módulo de elasticidade é a inclinação da parte inicial da curva região elástica não um valor isolado de tensão b O limite de resistência à tração do Material 2 é dado pelo valor da tensão no ponto E Correta O ponto E indica a tensão máxima suportada pelo Material 2 antes da fratura limite de resistência à tração c O ponto B do trecho AB para o Material 2 corresponde ao limite de proporcionalidade Correta O ponto B marca o fim da região elástica linear onde tensão e deformação deixam de ser proporcionais d O Material 2 é o mais tenaz e o Material 1 apresenta o maior módulo de elasticidade Correta Material 2 tem maior área sob a curva tenacidade enquanto o Material 1 tem maior inclinação inicial módulo de elasticidade e Os itens C e D estão corretos Correta Os itens C e D estão corretos Conclusão Corretos c e d Gabarito Os itens C e D estão corretos Sobre a sua dúvida veja se entende com essa explicação Módulo de Elasticidade E Mede a rigidez do material ou seja a resistência à deformação elástica Quanto maior o módulo de elasticidade mais rígido é o material menos ele se deforma elasticamente sob tensão Tenacidade É a capacidade de absorver energia antes da fratura área sob a curva tensão deformação Um material pode ter alto módulo de elasticidade e baixa tenacidade ex vidro muito rígido mas frágil Outro pode ter baixo módulo e alta tenacidade ex aço dúctil menos rígido mas absorve muita energia antes de romper Dureza É a resistência à penetração ou risco medida por ensaios como Brinell Rockwell Vickers Não está diretamente ligada ao módulo de elasticidade mas sim à microestrutura e ao tratamento térmico Resumindo Maior módulo de elasticidade maior rigidez não significa maior tenacidade nem maior dureza Tenacidade depende da área sob a curva ductilidade resistência Dureza é outra propriedade relacionada à resistência superficial Comparação Módulo de Elasticidade Tenacidade Dureza Propriedade O que mede Quanto maior Exemplo típico Módulo de Elasticidade E Rigidez resistência à deformação elástica Mais rígido menos deformável elasticamente Vidro alto E mas frágil Tenacidade Capacidade de absorver energia antes da fratura Mais resistente ao impacto maior área sob curva Aço dúctil alta tenacidade Dureza Resistência à penetração ou risco Mais difícil de riscar ou penetrar Aço temperado alta dureza Relação entre elas Maior módulo de elasticidade maior tenacidade nem maior dureza Ex Vidro tem alto E mas baixa tenacidade e dureza moderada Maior tenacidade geralmente vem com maior ductilidade não com maior E Maior dureza depende da microestrutura e tratamento térmico não do módulo