Lista de Exercícios Resolvidos - Densidade Planar, Sólidos Iônicos, Cementação e Propriedades Mecânicas

1 A partir dos dados da figura 1 determine a Densidade planar no plano 010 b Densidade linear na direção 111 c Fator de empacotamento atômico d Número de coordenação 2 Considerando que figura 1 representa um sólido iônico de fórmula X4Y calcule a força de repulsão entre ânions das posições 110 e 001 3 Um engenheiro mecânico recebeu a tarefa de verificar a viabilidade econômica no processo de cementação de engrenagens produzidas a partir de aços 1040 040 de carbono em peso nas temperaturas de 900 C e 1100 C Considerando que o fonte carburizante possui uma concentração de 97 de carbono em peso que a constante préexponencial vale 2310⁵ m²s que a energia de ativação é de 148 kJmol e que o projeto requer uma concentração de 075 de carbono em peso a uma profundidade de 08 mm calcule o tempo de cada processo 4 A figura 2 ilustra uma curva de resfriamento de um metal puro não inoculado Explique como e onde atuam os calores específico e latente de fusão nos intervalos indicados de A até E 5 Uma das formas utilizadas para elevar a resistência mecânica de um material metálico é a imposição de restrições ao movimento das discordâncias Isto pode ser conseguido através da produção de fases de outros defeitos como lacunas e outras discordâncias pelo contorno de grão dentre outros De que forma o contorno de grão atua na redução da mobilidade das discordâncias e consequente elevação da resistência mecânica destes materiais 6 Um monocristal de cobre tem seu escorregamento iniciado em um plano 011 e em uma direção 011 Nesta situação a tensão de cisalhamento resolvida crítica vale 8 MPa quando uma carga de tração é aplicada ao longo da direção 010 Considerando que o cobre possui estrutura cristalina cúbica de faces centradas que seu raio atômico vale 01278 nm que a amostra possui antes da deformação 10 mm de diâmetro e 50 mm de comprimento e 9998 mm de diâmetro após a deformação e coeficiente de Poisson 034 calcule a tensão de escoamento o módulo de elasticidade o módulo de cisalhamento e a força aplicada 7 A figura 3 representa uma curva de fluência para um material tensionado e aquecido acima da metade do ponto de fusão O que é a deformação instantânea indicada na figura 8 Os ensaios de tensão versus deformação e de dureza são muito utilizados na determinação de algumas propriedades mecânicas dos metais Quais são as propriedades obtidas por estes ensaios e a que tipo de metais são mais empregados 9 Marque a alternativa correta a A fadiga ocorre em materiais que trabalham em altas temperaturas submetidos a cargas estáticas b A fluência ocorre em materiais que trabalham com carregamentos cíclicos c A fratura dúctil é caracterizada por uma grande deformação plástica no entorno de uma trinca em ascensão d A fratura frágil é caracterizada por uma grande deformação plástica no entorno de uma trinca em ascensão 10 Quais as fases ocorrem em um tratamento térmico e quais variáveis devem ser observadas durante cada etapa 11 A partir do diagrama CCT da figura 4 especifique as estruturas formadas nos seguintes de taxas de resfriamento a Acima de 100 Cs b Entre 100 Cs e 20 Cs c Entre 20 Cs e 10 Cs d Entre 10 Cs e 2 Cs e Abaixo de 2 Cs 12 Sobre o tratamento térmico subzero é correto afirmar que a A transformação martensítica ocorrida no tratamento térmico promove um aumento de resistência ao desgaste proporcional b Reduz as chances da transformação martensítica por deformação induzida c As martensitas produzidas na têmpera convencional e no tratamento térmico subzero são as mesmas d O tratamento térmico subzero tem como grande vantagem a não distorção da peça temperada 13 No tratamento termoquímico de cementação sólida ocorrem as reações indicadas nas equações 1 2 e 3 Explique o papel de uma substância ativadora com reação representada na equação 4 no tratamento térmico de cementação sólida 14 Explique o desenvolvimento estrutural em processo de solidificação fora de equilíbrio 15 A partir do diagrama de fases do sistema CuAg da figura 5 considerando 15 kg de material determine as fases presentes a composição das fases e as frações mássicas dos microconstituintes em massa para ligas contendo 20p de Cu a 600 C 20p de Ag a 800 C e 30p de Cu a 900 C