Materiais de Construção Mecânica

NORMAS PARA ELABORAÇÃO E ENTREGA DO RELATÓRIO DE ATIVIDADE PRÁTICA Olá estudante Tudo bem As atividades práticas visam desenvolver competências para a atuação profissional Elas são importantes para que você vivencie situações que te prepararão para o mercado de trabalho Por isso trazemos informações para que você possa realizar as atividades propostas com êxito 1 Que atividade deverá ser feita As atividades a serem realizadas estão descritas no Roteiro de Atividade Prática disponível no AVA Após a leitura do Roteiro você deverá realizar as atividades práticas solicitadas e elaborar um documento ÚNICO contendo todas as resoluções de acordo com a proposta estabelecida O trabalho deve ser autêntico e contemplar todas as resoluções das atividades propostas Não serão aceitos trabalhos com reprodução de materiais extraídos da internet 2 Como farei a entrega dessa atividade Você deverá postar seu trabalho final no AVA na pasta específica relacionada à atividade prática obedecendo o prazo limite de postagem conforme disposto no AVA Todas as resoluções das atividades práticas devem ser entregues em um ARQUIVO ÚNICO de até 10 MB O trabalho deve ser enviado em formato Word ou PDF exceto nos casos em que há formato especificado no Roteiro O sistema permite anexar apenas um arquivo Caso haja mais de uma postagem será considerada a última versão IMPORTANTE A entrega da atividade de acordo com a proposta solicitada é um critério de aprovação na disciplina Não há prorrogação para a postagem da atividade Aproveite essa oportunidade para aprofundar ainda mais seus conhecimentos Bons estudos Unidade 1 Seção 2 MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA Roteiro Aula Prática 2 ROTEIRO DE AULA PRÁTICA NOME DA DISCIPLINA MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA Unidade PROPRIEDADES MECÂNICAS E MECANISMOS DE AUMENTO DE RESISTÊNCIA DOS METAIS Seção Tensão e deformação verdadeira OBJETIVOS Definição dos objetivos da aula prática Realizar o ensaio de tração através de um simulador Máquina de Ensaio Universal Compreender as informações fornecidas após o ensaio Reconhecer as propriedades mecânicas dos materiais ensaiados INFRAESTRUTURA Instalações Materiais de consumo Equipamentos LABORATÓRIO DE INFORMÁTICA Equipamentos Desktop Lab Informatica Positivo C6300 1 aluno SOLUÇÃO DIGITAL SIMULADOR MÁQUINA UNIVERSAL DE ENSAIO Simulador Simulador Máquina Universal de Ensaio é um software utilizado para simular o comportamento de materiais sob carga utilizado em testes de resistência mecânica EQUIPAMENTO DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL EPI Não se aplica PROCEDIMENTOS PRÁTICOS 3 ProcedimentoAtividade nº 1 Físico Atividade proposta Ensaio de tração para escolha do melhor material para o desenvolvimento do projeto Simulador httpcmkls contents3amazonawscom202001DISCIPLINASEADMATERIAISDECONSTRUCAOME CANICASIMULADORMAQUINASUNIVERSAISENSAIOSindexhtml Procedimentos para a realização da atividade No ambiente virtual do aluno na disciplina Materiais de Construção Mecânica está disponibilizado o Simulador Máquina de Ensaio Universal Ao acessar o simulador o aluno deve clicar no botão INICIAR EXPERIÊNCIA Nesse primeiro momento o aluno já como profissional será apresentado ao gestor de uma empresa de Laboratórios Virtuais Posteriormente já no laboratório de ensaios o aluno será apresentado e instruído pela Marta assistente no ambiente virtual Preste atenção em todas as informações Nesse contexto você deverá realizar ensaios de tração com materiais poliméricos e decidir qual o material mais adequado para uma determinada aplicação Checklist Acessar o simulador e seguir as orientações da assistente virtual Marta RESULTADOS Resultados de Aprendizagem Ao final desta atividade o aluno será capaz de compreender como analisar um diagrama tensão deformação e verificar as propriedades mecânicas do material Com isso ele será capaz de escolher dentre os materiais qual será o material mais adequado para o desenvolvimento de seu projeto Unidade 1 Seção 3 MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA Roteiro Aula Prática 2 ROTEIRO DE AULA PRÁTICA NOME DA DISCIPLINA MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA Unidade PROPRIEDADES MECÂNICAS E MECANISMOS DE AUMENTO DE RESISTÊNCIA DOS METAIS Seção Ensaios de Dureza e Mecanismos de Aumento de Resistência dos Metais OBJETIVOS Definição dos objetivos da aula prática Avaliar e comparar a dureza de diferentes amostras de metais INFRAESTRUTURA Instalações Materiais de consumo Equipamentos FÍSICA E MULTIDISCIPLINAR Materiais de consumo AMOSTRA DE AÇO CARBONO COMUM TEMPERADO 1 laboratório CONJUNTO AMOSTRA METALOGRAFIA 1 laboratório CONJUNTO AMOSTRA METALOGRAFIA 1 laboratório AMOSTRA DE FERRO FUNDIDO 1 laboratório Equipamentos DUROMETRO DE BANCADA ROCKWELL 1 laboratório SOLUÇÃO DIGITAL Não se aplica 3 EQUIPAMENTO DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL EPI Não se aplica PROCEDIMENTOS PRÁTICOS ProcedimentoAtividade nº 1 Físico Atividade proposta Ensaio de Dureza Procedimentos para a realização da atividade 1 Fixe o identador a ser utilizado no durômetro 2 Ajuste a carga principal do ensaio 3 Coloque a peça sobre o centro do pratosuporte 4 Gire o pratosuporte no sentido de elevação até que a peça encoste no identador 5 Aplique a précarga 6 Aplique a carga principal 7 Faça a leitura no visor da máquina na escala correspondente 8 Repita o procedimento para 03 leituras por peça ensaiada 9 Anote os resultados na tabela a seguir Tabela 1 Resultados de medidas de dureza Checklist Durômetro de banca Rockwell ou Durômetro Modelo HR Amostra de aço carbono comum recozido Amostra de aço carbono comum temperado Amostra de liga de alumínio 4 Amostra de ferro fundido ProcedimentoAtividade nº 1 Virtual Atividade proposta Este experimento demonstra o tratamento térmico em materiais Iremos medir a dureza de diferentes tipos de materiais cerâmica metal e compósito natural Assim iremos comparar as propriedades condutividade térmica condutividade elétrica dureza e alongamento desses materiais O estudo de dureza condutividade térmica e condutividade elétrica é fundamental na seleção de materiais para construção mecânica A dureza determina a capacidade de um material resistir a deformações e desgastes impactando na durabilidade e na capacidade de suportar cargas A condutividade térmica é crucial para aplicações onde o controle de temperatura é essencial evitando superaquecimento ou perdas de calor A condutividade elétrica é vital em sistemas que envolvem eletricidade garantindo boa transmissão de corrente elétrica A escolha adequada dessas propriedades ajuda a otimizar o desempenho e a eficiência de componentes mecânicos garantindo segurança e economia nos processos industriais Plataforma Algetec Materiais e Tratamentos Térmicos Exigências dos Materiais Utilizados em Engenharia Procedimentos para a realização da atividade 1 Visualize o armário de EPIs clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome Armário de EPIs localizada dentro do painel de visualização no canto superior esquerdo da tela Se preferir também pode ser utilizado o atalho do teclado Alt6 imagem inicial do experimento 5 1 Abra o armário de EPIs clicando com o botão esquerdo do mouse sobre as portas 1 Selecione os EPIs necessários para a realização do experimento clicando com o botão esquerdo do mouse sobre eles Nesse experimento é obrigatório o uso de jaleco branco óculos luvas de procedimento e máscara 1 Feche as portas do armário de EPIs clicando com o botão esquerdo do mouse sobre elas 1 Visualize os corpos de prova clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome Corpos de prova ou através do atalho do teclado Alt2 1 Mova o corpo de prova 1 clicando com o botão direito do mouse sobre ele e selecione a opção Mover para a bateria 1 Visualize a medição de condutividade elétrica clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome Condutividade elétrica ou através do atalho do teclado Alt4 1 Realize a medição clicando com o botão direito do mouse sobre o alicate amperímetro e selecione a opção Posicionar para medição 1 Devolva o alicate clicando com o botão direito do mouse sobre ele e selecione a opção Devolver à bancada 1 Desconecte o corpo de prova clicando com o botão direito do mouse sobre ele e selecione a opção Devolver para a bancada 1 Visualize os corpos de prova clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome Corpos de prova ou através do atalho do teclado Alt2 1 Repita os procedimentos anteriores com os demais corpos de prova 6 1 Mova o corpo de prova 1 clicando com o botão direito do mouse sobre ele e selecione a opção Mover para a garra 1 Visualize a medição de condutividade térmica clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome Condutividade térmica ou através do atalho do teclado Alt3 1 Ligue a válvula de gás clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o local indicado 1 Acenda o bico de Bunsen clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o isqueiro 1 Aguarde por 60 segundos ou acelere o tempo clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o botão indicado e arrastandoo para a direita 1 Meça a temperatura clicando com o botão direito do mouse sobre o termômetro e selecione a opção Extremidade aquecida 1 Meça a temperatura clicando com o botão direito do mouse sobre o termômetro e selecione a opção Extremidade oposta 1 Devolva o corpo de prova clicando com o botão direito do mouse sobre ele e selecione a opção Devolver para a bancada 1 Desligue a válvula de gás clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o local indicado 1 Visualize os corpos de prova clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome Corpos de prova ou através do atalho do teclado Alt2 1 Repita os procedimentos anteriores caso seja possível para os demais corpos de prova Ao final da aula cabe o aluno preparar um relatório técnico O relatório deve conter as seguintes seções 1 Introdução Contextualização sobre materiais de construção mecânica 2 Metodologia Descrição das etapas adotadas para medição nos materiais Explicação dos passos seguidos 3 Resultados 7 Quais os resultados alcançados 4 Discussão Qual a interpretação de cada resultado e importância 5 Conclusão Recapitulação dos principais pontos abordados no relatório Checklist Computador com acesso à internet Acesso à plataforma Algetec de experimentos práticos Acesso ao experimento Materiais e Tratamentos Térmicos Exigências dos Materiais Utilizados em Engenharia RESULTADOS Resultados de Aprendizagem A propriedade conhecida como dureza é muito utilizada para avaliar caracterizar e comparar os materiais de um modo geral Conceituada de diversas formas nos muitos segmentos do conhecimento humano O conceito de dureza se dá pela resistência à penetração na superfície de uma peça metálica ou a sua resistência à deformação plástica permanente nessa superfície Os ensaios de dureza realizados frequentemente nas indústrias e instituições de ensino e pesquisa para metais e ligas metálicas estão associados à penetração de uma outra peça chamada identador na superfície da peça em que se quer medir a dureza para conhecer qual a resistência à penetração que esse material oferece Unidade 2 Seção 3 MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA Roteiro Aula Prática 2 ROTEIRO DE AULA PRÁTICA NOME DA DISCIPLINA MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA Unidade DIAGRAMAS E TRANSFORMAÇÕES DE FASES Seção Diagrama de Fases Sistema FerroCarbono OBJETIVOS Definição dos objetivos da aula prática Analisar as microestruturas dos aços AISISAE 1045 e 4140 INFRAESTRUTURA Instalações Materiais de consumo Equipamentos FÍSICA E MULTIDISCIPLINAR Materiais de consumo ALGODAO HIDROFILO 500GR 1 laboratório BAQUELITE PO PRET EMBUTIMENTO QUENTE 5KG 30 g laboratório CONJUNTO AMOSTRA METALOGRAFIA 1 amostra de cada laboratório DESMOLDANTE D30 EMBUTIMENTO AMOSTRAS MET 1 laboratório DISCO DE CORTE 230 X 2 X 22 MM 1 laboratório LIXA AUTO ADESIVA PARA POLIMENTO METALOGRÁFICO DIÂMETRO DE 200MM GRANA 180 1 laboratório LIXA AUTO ADESIVA PARA POLIMENTO METALOGRÁFICO DIÂMETRO DE 200MM GRANA 220 1 laboratório 3 LIXA AUTO ADESIVA PARA POLIMENTO METALOGRÁFICO DIÂMETRO DE 200MM GRANA 360 1 laboratório LIXA AUTO ADESIVA PARA POLIMENTO METALOGRÁFICO DIÂMETRO DE 200MM GRANA 400 1 laboratório LIXA AUTO ADESIVA PARA POLIMENTO METALOGRÁFICO DIÂMETRO DE 200MM GRANA 600 1 laboratório PANO AUTO ADESI POLITRIZ ELETR 3 MICRON 1 laboratório PANO AUTO ADESI POLITRIZ ELETR 6 MICRON 1 laboratório PANO AUTO ADESIVO 1MICRON CX 5UNID 1 laboratório PASTA DE DIAMANTE SERINGA C 6G 1MICRON 1 laboratório PASTA DE DIAMANTE SERINGA C 6G 6 MICRON 1 laboratório PASTA DE DIAMANTE SERINGA C 6G 9 MICRON 1 laboratório PASTA DIAMANTE ENSAIO METALOGRAFIA 3 MIC 1 laboratório PISSETA GRAD BICO CURVO 250ML2210 NALGON 1 laboratório PLACA DE PETRI 140X15MM 181401 CRAL 1 laboratório SECADOR CABELO 1500 WATS 220V 1 laboratório SOLUCAO ATAQUE METALOGRAFICO ACOS FERROS 4 10 ml laboratório Equipamentos CORTADORA METALOGRÁFICA 1 laboratório MICROSCOPIO METALOGRAFICO TRINOCULAR 1 laboratório POLITRIZ LIXADEIRA METALOGRAFICA 1 laboratório PRENSA EMBUTIMENTO METALOGRAFICO 1 laboratório SOLUÇÃO DIGITAL Não se aplica EQUIPAMENTO DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL EPI Sapatos fechados Jaleco de 100 algodão óculos de segurança e luva PROCEDIMENTOS PRÁTICOS ProcedimentoAtividade nº 1 Físico Atividade proposta Análise metalográfica Procedimentos para a realização da atividade Amostra de aço AISISAE 1045 e AISISAE 4140 1 Corte as amostras para metalografia devem apresentar tamanho conveniente para que possam ser facilmente manuseadas Após o corte em disco abrasivo no CutOff suas dimensões não devem ultrapassar aproximadamente 1 x 1 x 1 cm 2 Embutimento para facilitar o manuseio fazse o embutimento dessa amostra com uma moldura plástica de Baquelite FenolFormaldeído conformada a partir do pó deste polímero 5 com calor e pressão na embutidora constituída por um forno refrigerado e uma prensa Dessa forma os cantos vivos das amostras são eliminados evitandose rasgos nas lixas ou nos panos de polimento nas etapas subsequentes 3 Lixamento para obterse uma superfície lisa e sem rebarbas de corte procedese ao lixamento em lixas apropriadas lubrificadas e refrigeradas a água O lixamento deve ser feito sempre de uma lixa mais grossa para uma mais fina A granulometria da lixa mais grossa é indicada por uma numeração menor que a da lixa de granulometria mais fina Por exemplo a lixa 180 é mais grossa que a 220 que é mais grossa que a 360 e assim por diante Ao passar de uma lixa para outra a amostra deve ser girada de 90 o que permite visualizar a eliminação dos riscos deixados pela lixa anterior O lixamento deve ocorrer na sequência de lixas 180 220 360 400 600 Esse procedimento evita um encruamento excessivo na superfície da amostra 4 Lavagem após o lixamento a amostra deve ser bem lavada com água corrente o que remove partículas remanescentes das lixas que contaminam os panos de polimento não ter contato com a superfície metálica 5 Polimento a próxima etapa é a do polimento realizada em politrizes com discos girantes revestidos com tecidos impregnados com uma pasta ou suspensão de partículas abrasivas de pequena granulometria Essas partículas geralmente são de diamante o polimento deve ocorrer utilizando as pastas de diamante na sequência de 9 6 3 e 1 mícron Em cada mudança nesse tamanho a amostra também deve ser bem lavada e girada de 90 mas o lubrificante usado no polimento deve ser apenas álcool ou algum outro lubrificante específico para materiais ferrosos ou não ferrosos 6 Lavagem e Secagem uma vez obtido o acabamento espelhado na superfície da amostra o polimento está encerrado devendo a mesma ser lavada somente com álcool e secada com algodão umedecido em álcool e com o ar quente de um secador Jamais utilizar papel de qualquer tipo para essa secagem pois poderiam surgir novos riscos nessa superfície o que poderia comprometer o seu acabamento especular 7 Ataque Químico fazse então o ataque químico metalográfico imergindo a superfície da amostra por alguns segundos em uma solução ácida diluída que reage preferencialmente com os contornos de grão ou outros defeitos superficiais revelando a microestrutura do material por contraste de colorações ou tonalidades entre áreas adjacentes dessa superfície 8 Observação finalmente a microestrutura revelada pode ser observada com o auxílio de um 6 microscópio óptico ou de um outro tipo com aumentos variados tomandose o cuidado necessário com as lentes objetivas no ajuste do foco para a imagem selecionada Dependendo do que se queira analisar o aumento pode variar para este tipo de microscópio de 10 X a 1000 X geralmente Checklist Corte Embutimento Lixamento Polimento Lavagem e secagem Ataque químico RESULTADOS Resultados de Aprendizagem Ao final desta atividade o aluno deve ser capaz de analisar as microestruturas dos aços AISISAE 1045 e 4140 Unidade 3 Seção 2 MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA Roteiro Aula Prática 2 ROTEIRO DE AULA PRÁTICA NOME DA DISCIPLINA MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA Unidade TRATAMENTOS TÉRMICOS Seção Têmpera e Revenimento OBJETIVOS Definição dos objetivos da aula prática O aluno deve ser capaz de analisar e comparar as durezas dos metais antes e após o tratamento térmico de têmpera Caso ocorra o preparo metalográfico das amostras dos aços AISISAE 1045 e 4140 o aluno deverá ser capaz de também analisar as microestruturas observadas no exame metalográfico INFRAESTRUTURA Instalações Materiais de consumo Equipamentos FÍSICA E MULTIDISCIPLINAR Materiais de consumo ALICATE PEGADOR TENAZ FORJADO EM ACO 1 laboratório AVENTAL DE RASPA 120X060 MPS UNIDADE 1 laboratório KIT PROTETOR FACIAL MAS 200V GARD INCOLO 1 laboratório LUVA RASPA GO SAFETY COMORCO PALMA DEDOS 1 laboratório OLEO PARA TEMPERA COM 30 LITROS 1 laboratório TANQUE 30 LITROS P TEMPERA 1 laboratório CORPO DE PROVA AISISAE 1045 3 1 laboratório CORPO DE PROVA AISISAE 4140 1 laboratório Equipamentos DUROMETRO DE BANCADA ROCKWELL 1 laboratório FORNO MUFLA COM CONTROLE DE TEMPERATURA 1 laboratório SOLUÇÃO DIGITAL Não se aplica EQUIPAMENTO DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL EPI Avental de couro para têmpera viseira facial para têmpera luva de couro para têmpera jaleco 100 de algodão sapato fechado couro PROCEDIMENTOS PRÁTICOS ProcedimentoAtividade nº 1 Físico Atividade proposta Têmpera de metais Procedimentos para a realização da atividade CORPO DE PROVA AISISAE 1045 e AISISAE 4140 1 Medir a dureza dos aços nas condições iniciais antes do tratamento térmico 2 Cortar as amostras do aço AISISAE 1045 e AISISAE 4140 25 mm de altura 3 Inserir a amostra cortada na mufla na temperatura de austenitização 820 C 4 Manter as amostras na mufla durante 20 minutos O tempo de permanência da amostra na temperatura de austenitização depende das dimensões da peça normalmente para 254 mm de altura 1 polegada utilizase 15 a 20 minutos como tempo de permanência na temperatura 4 de austenitização 5 Após a manutenção na temperatura de austenitização e no tempo determinado com o auxílio de um alicate pegador tenaz retirar o corpo de prova da mufla e imediatamente submergir a amostra no tanquebalde de têmpera com 2000 mL de óleo para têmpera 6 Manter o corpo de prova em movimento movimento de infinito para romper a camada de vapor formada entre o óleo e a superfície quente do metal 7 Após resfriado limpar o corpo de prova com o auxílio de papel absorvente e aferir a dureza do material após a têmpera Na etapa 7 antes da aferição da dureza após a têmpera é possível fazer o preparo metalográfico da amostra para observação da microestrutura do metal Checklist Medir a dureza dos aços Cortar as amostras Inserir a amostra cortada na mufla Manter as amostras na mufla durante 20 minutos Manutenção na temperatura de austenitização Retirar o corpo de prova da mufla e imediatamente submergir a amostra no tanquebalde de têmpera com 2000 mL de óleo para têmpera Manter o corpo de prova em movimento Limpar o corpo de prova com o auxílio de papel absorvente e aferir a dureza do material após a têmpera RESULTADOS Resultados de Aprendizagem Ao final desta atividade o aluno deve ser capaz de analisar e comparar as durezas dos metais antes e após o tratamento térmico de têmpera e compreender os motivos pelos quais o valor de dureza é alterado Caso ocorra o preparo metalográfico das amostras dos aços AISISAE 1045 e 4140 o aluno deverá ser capaz de também analisar as microestruturas observadas no exame micrográfico Unidade 4 Seção 3 MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA Roteiro Aula Prática 2 ROTEIRO DE AULA PRÁTICA NOME DA DISCIPLINA MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA Unidade CONFORMAÇÃO E MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA Seção Aços e Ferros Fundidos utilizados na Construção Mecânica OBJETIVOS Definição dos objetivos da aula prática Compreender a microestrutura de ferros fundidos Compreender sobre ferro fundido nodular cinzento branco e vermicular INFRAESTRUTURA Instalações Materiais de consumo Equipamentos Não se aplica SOLUÇÃO DIGITAL ALGETEC ENGENHARIAS E ARQUITETURA PRÁTICAS ESPECÍFICAS DE ENG MECÂNICA E ENG PRODUÇÃO Simulador Os Laboratórios Virtuais Algetec são simuladores digitais que replicam com alto grau de fidelidade as práticas realizadas em um laboratório físico EQUIPAMENTO DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL EPI Não se aplica PROCEDIMENTOS PRÁTICOS ProcedimentoAtividade nº 1 Virtual Atividade proposta Este experimento aborda o estudo da microestrutura de ferros fundidos Serão caracterizados quatro tipos diferentes desse material ferro fundido nodular cinzento branco e vermicular 3 Dessa forma serão identificadas e analisadas as diferenças microestruturais entre cada tipo de ferro fundido relacionandoas às propriedades mecânicas de cada um Assim você vai ser capaz de apontar qual o melhor material para cada tipo de aplicação Como parte das atividades de caracterização você vai preparar amostras metalográficas embutir lixar e polir realizar o ataque químico e preparar o microscópio óptico para visualizar as microestruturas Plataforma Algetec CARACTERIZAÇÃO DE FERROS FUNDIDOS Procedimentos para a realização da atividade Coloque o equipamento de proteção individual localizado no Armário de EPIs Tela inicial do experimento 1 Selecione uma entre as amostras de ferro fundido nodular cinzento branco vermicular Leve a amostra para a câmera da máquina de corte abra a tampa da máquina de corte mova a amostra de ferro fundido escolhida para dentro da cortadora e ajuste a morsa da máquina de corte até a amostra ficar bem fixada Em seguida feche a tampa da máquina de corte liguea e 4 gire a chave de refrigeração Por fim mova a alavanca para baixo corte a amostra e retornea para a mesa 1 Lave a amostra desenrosque a tampa de embutimento retire o pistão superior e posicione a amostra no centro da câmara Logo depois abra a válvula de alívio para o pistão descer complete a câmera com baquelite e recoloque o pistão superior Enrosque a tampa de embutimento feche a válvula de alívio pressurize o sistema através da alavanca frontal subindo e descendo até o manômetro marcar entre 1000 e 2000 lbfpol 2 Em seguida ligue a embutidora verifique ajuste os parâmetros e desligue a embutidora a válvula de alívio desenrosque a tampa da câmera acione a alavanca frontal e devolva a amostra na mesa 2 Escolha a lixa 220 ligue a água ligue a lixadeira lixe uma cara da amostra desligue a lixadeira Repita os passos anteriores com as lixas 320 400 600 e 1200 na ordem de menor a maior Coloque o disco de polimento na politriz ligue a politriz adicione alumina 1 µm realize o polimento desligue a politriz retire o a lixa de polimento repita os procedimentos para as aluminas de 03 µm e 01 µm Retire a amostra da politriz Ao final da aula cabe o aluno preparar um relatório técnico O relatório deve conter as seguintes seções 1 Introdução Contextualização ferros fundidos 2 Metodologia Descrição dos materiais e componentes utilizados Explicação dos passos seguidos na análise das amostras de ferro 3 Resultados Quais materiais foram analisados Qual a diferença de cada material 4 Discussão Quais propriedades são relevantes para cada tipo de ferro e melhores aplicações 5 5 Conclusão Recapitulação dos principais pontos abordados no relatório Checklist Computador com acesso à internet Acesso à plataforma Algetec de experimentos práticos Acesso ao experimento Caracterização de ferros fundidos RESULTADOS Resultados de Aprendizagem Ser capaz de identificar os diferentes tipos de ferro fundido Preparar amostras metalográficas de ferro fundido para caracterização de suas microestruturas Realizar ataque químico corrosivo para identificação de fases em ferro fundido Manipular equipamento microscópio óptico para visualização de microestruturas Relacionar as propriedades mecânicas com as microestruturas do ferro fundido FACULDADE CURSO Seu Nome RA MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA PROPRIEDADES MECÂNICAS E MECANISMOS DE AUMENTO DE RESISTÊNCIA DOS METAIS CIDADE 2025 SUMÁRIO TENSÃO E DEFORMAÇÃO VERDADEIRA3 TENSÃO E DEFORMAÇÃO VERDADEIRA3 ENSAIOS DE DUREZA E MECANISMOS DE AUMENTO DE RESISTÊNCIA DOS METAIS5 ENSAIOS DE DUREZA E MECANISMOS DE AUMENTO DE RESISTÊNCIA DOS METAIS5 DIAGRAMA DE FASES SISTEMA FERROCARBONO8 DIAGRAMA DE FASES SISTEMA FERROCARBONO8 TÊMPERA E REVENIMENTO11 TÊMPERA E REVENIMENTO11 AÇOS E FERROS FUNDIDOS UTILIZADOS NA CONSTRUÇÃO MECÂNICA14 AÇOS E FERROS FUNDIDOS UTILIZADOS NA CONSTRUÇÃO MECÂNICA14 TENSÃO E DEFORMAÇÃO VERDADEIRA Durante a realização da atividade prática por meio do Simulador Máquina Universal de Ensaio foi possível vivenciar de forma interativa como ocorrem os ensaios de tração em diferentes materiais A simulação proporcionou um ambiente didático e acessível onde o aluno pôde explorar o comportamento mecânico de materiais poliméricos sob a aplicação de cargas A assistente virtual Marta guiou o processo de forma clara explicando os procedimentos passo a passo o que facilitou o entendimento dos conceitos envolvidos Ao longo do ensaio observouse a obtenção dos dados de tensão e deformação em tempo real permitindo a construção do diagrama tensão deformação Essa representação gráfica foi fundamental para analisar o comportamento elástico e plástico dos materiais testados A partir desse gráfico foi possível identificar características importantes como o limite de elasticidade o limite de escoamento a resistência máxima e o ponto de ruptura dos materiais A análise cuidadosa dessas propriedades mecânicas permitiu uma compreensão aprofundada sobre a resistência dos materiais testados A comparação entre os diferentes polímeros deixou claro que cada um apresenta um desempenho específico dependendo da aplicação desejada sendo que alguns materiais demonstraram maior rigidez enquanto outros exibiram maior ductilidade A simulação também reforçou a importância de escolher o material adequado de acordo com as exigências do projeto Por exemplo para aplicações que exigem resistência à deformação plástica os materiais com maior módulo de elasticidade e maior limite de escoamento seriam os mais indicados Já para aplicações que exigem absorção de impacto ou flexibilidade materiais com maior alongamento até a ruptura seriam preferíveis Foi possível perceber que a análise de um ensaio de tração vai muito além de observar o quanto um material aguenta antes de romper O estudo envolveu interpretar o comportamento do material em diferentes fases da aplicação da carga considerando as variações entre a deformação elástica e a deformação permanente O uso do simulador trouxe um diferencial ao permitir diversas repetições dos ensaios sem desgaste de materiais ou riscos operacionais o que reforça sua importância como ferramenta educacional Isso possibilitou que o aluno reforçasse o aprendizado por meio da experimentação virtual consolidando o conhecimento de forma segura e prática Outro ponto positivo foi o entendimento mais claro da diferença entre tensão e deformação engenheiradas e verdadeiras O simulador forneceu informações que ajudaram a perceber que as fórmulas tradicionais nem sempre representam fielmente o comportamento real de um material sob carga elevada e que o cálculo com base em áreas e comprimentos variáveis tornase essencial em análises mais avançadas Com o acesso ao diagrama tensãodeformação verdadeiro tornouse evidente o comportamento não linear dos materiais especialmente próximo ao ponto de ruptura Essa abordagem mais realista contribui para uma análise mais precisa das propriedades do material ajudando na escolha mais adequada para projetos mecânicos A prática também estimulou o raciocínio crítico do aluno ao desafiálo a tomar decisões baseadas nos resultados obtidos A escolha do melhor material para uma aplicação específica não foi feita de forma aleatória mas baseada na interpretação correta dos dados técnicos e no entendimento das necessidades do projeto A atividade permitiu desenvolver não apenas habilidades técnicas mas também competências analíticas e decisórias fundamentais para a atuação profissional na área de engenharia O aluno foi colocado no papel de um profissional com a responsabilidade de escolher materiais que atendam a critérios específicos de desempenho mecânico A prática com o Simulador Máquina Universal de Ensaio proporcionou uma experiência rica e formativa Ela consolidou o entendimento dos conceitos teóricos vistos em aula aproximando o aluno da realidade da engenharia e preparandoo melhor para os desafios do mercado de trabalho ENSAIOS DE DUREZA E MECANISMOS DE AUMENTO DE RESISTÊNCIA DOS METAIS Durante a realização da aula prática de Materiais de Construção Mecânica foi possível aplicar os conhecimentos teóricos adquiridos sobre propriedades mecânicas dos metais em especial a dureza utilizando o durômetro de bancada Rockwell O ensaio seguiu uma sequência de procedimentos padronizados desde a preparação da amostra até a aplicação das cargas e realização das leituras O objetivo foi comparar a dureza de diferentes ligas metálicas com tratamentos diversos para identificar suas resistências à deformação plástica Foram analisadas quatro amostras aço carbono comum recozido aço carbono comum temperado liga de alumínio e ferro fundido O aço recozido passou por um tratamento térmico que o deixou mais maleável e com menor dureza sendo ideal para usinagens e conformações Já o aço temperado foi submetido a aquecimento e resfriamento rápido adquirindo alta dureza e resistência ao desgaste Tabela 1 Resultados de medidas de dureza Escala Rockwell C Material 1ª leitura 2ª leitura 3ª leitura 4ª leitura Aço carbono comum recozido 45 47 46 46 Aço carbono comum temperado 62 61 63 62 Liga de alumínio 2200 23 21 22 Ferro fundido 38 39 37 38 Fonte Autoria Própria 2025 As leituras obtidas para o aço recozido giraram em torno de 45 a 47 HRC o que indica uma dureza moderada compatível com um material que passou por recozimento para aliviar tensões internas Este comportamento era esperado já que o recozimento reduz significativamente a dureza dos aços ao reorganizar a estrutura cristalina do material Por outro lado o aço carbono temperado apresentou leituras médias próximas de 62 HRC valores altos e indicativos de um tratamento térmico bem sucedido Essa dureza elevada o torna ideal para aplicações onde o material precisa resistir ao desgaste como em ferramentas de corte moldes e componentes de máquinas que sofrem atrito constante A liga de alumínio conforme esperado apresentou os menores valores entre os metais analisados com dureza variando entre 21 e 23 HRC Isso se deve à natureza macia do alumínio e suas ligas que mesmo com possíveis endurecimentos por deformação a frio ou envelhecimento artificial não atingem os níveis de dureza dos aços No caso do ferro fundido os valores ficaram na faixa dos 37 a 39 HRC Esse resultado reflete a presença de grafita em sua estrutura o que confere boa resistência ao desgaste mas o torna frágil em relação ao impacto O ferro fundido é muito usado em bases de máquinas e blocos de motores devido à sua rigidez e estabilidade dimensional Ao comparar os resultados é notável a diferença significativa entre o aço recozido e o temperado Enquanto o primeiro se apresenta como um material dúctil e maleável o segundo se destaca pela rigidez e capacidade de resistir à penetração Essa diferença é um claro exemplo de como o tratamento térmico altera a microestrutura dos metais e por consequência suas propriedades mecânicas A liga de alumínio mesmo apresentando baixa dureza é amplamente utilizada na indústria por sua leveza resistência à corrosão e boa condutividade térmica e elétrica Essa combinação de características a torna ideal para aplicações na indústria aeronáutica automobilística e na fabricação de utensílios domésticos Já o ferro fundido apesar de sua menor ductilidade é extremamente resistente à compressão e ao desgaste sendo empregado em componentes que exigem essas propriedades Além disso sua capacidade de amortecer vibrações o torna vantajoso em estruturas que operam sob cargas dinâmicas A precisão dos resultados foi garantida pela repetição das leituras para cada amostra A média dos valores lidos permite minimizar erros e garantir confiabilidade na análise É importante destacar que pequenas variações entre as leituras são normais e podem ser atribuídas a imperfeições superficiais ou pequenas diferenças na aplicação da carga A prática contribuiu significativamente para o entendimento do comportamento dos materiais frente à deformação Percebeuse que a dureza está diretamente relacionada ao tipo de estrutura cristalina presente no material que por sua vez depende da composição química e dos tratamentos térmicos e mecânicos aplicados Além da dureza os ensaios virtuais permitiram explorar outras propriedades como condutividade elétrica e térmica Essa abordagem multidisciplinar reforça a importância de se considerar múltiplas propriedades ao selecionar materiais para uma aplicação específica a atividade prática foi fundamental para consolidar os conceitos de dureza e sua aplicação na engenharia A análise dos dados reforça a ideia de que o conhecimento das propriedades mecânicas dos materiais é essencial para a escolha adequada dos mesmos em projetos de engenharia garantindo segurança eficiência e durabilidade dos produtos finais DIAGRAMA DE FASES SISTEMA FERROCARBONO A preparação inicial das amostras de aço AISISAE 1045 e AISISAE 4140 teve início com o corte mecânico utilizando disco abrasivo em cortadora metalográfica Cada amostra foi reduzida a um volume compacto e manuseável com dimensões aproximadas de 1 cm cúbico Esse corte cuidadoso foi essencial para preservar a integridade do material e garantir que as etapas posteriores fossem executadas com precisão evitando trincas ou deformações que pudessem comprometer a qualidade do exame metalográfico Em seguida as amostras foram submetidas ao processo de embutimento a quente utilizando pó de baquelite A pressão e o aquecimento aplicados na prensa embutidora asseguraram o encapsulamento uniforme das amostras proporcionando suporte mecânico durante as etapas subsequentes de lixamento e polimento A moldura de baquelite garantiu maior segurança ao manuseio além de eliminar cantos vivos que poderiam danificar as ferramentas ou causar inconsistência nos resultados O lixamento iniciouse com lixas de granulação mais grossa 180 e seguiu em sequência com lixas 220 360 400 e por fim 600 Cada transição entre lixas foi acompanhada da rotação da amostra em 90 técnica essencial para visualizar a eliminação de riscos anteriores e assegurar um acabamento plano e homogêneo O uso de água corrente como lubrificante e refrigerante evitou o superaquecimento da amostra e reduziu o desgaste prematuro das lixas Após a última etapa de lixamento procedeuse à lavagem minuciosa com água corrente para remover completamente os resíduos abrasivos impedindo contaminações no polimento Esse passo apesar de simples revelouse fundamental para preservar os panos polidores e manter a eficiência do polimento uma vez que partículas soltas poderiam arranhar a superfície metálica durante a próxima fase O polimento foi realizado em politriz com discos revestidos por tecidos apropriados e com o uso de pastas de diamante nas granulometrias de 9 6 3 e 1 mícron Em cada etapa a amostra foi novamente lavada e girada em 90 permitindo a identificação visual dos arranhões residuais e promovendo um acabamento progressivamente mais fino O uso de álcool como lubrificante evitou reações indesejadas com o aço e proporcionou uma dispersão uniforme das partículas abrasivas Concluído o polimento obtevese um acabamento espelhado sobre as amostras revelando uma superfície livre de imperfeições visíveis a olho nu A limpeza final foi realizada exclusivamente com algodão embebido em álcool isopropílico e com o auxílio de ar quente proveniente de um secador O cuidado nesse momento foi redobrado pois qualquer partícula sólida ou uso de papel poderia reintroduzir riscos indesejados na amostra Com as superfícies perfeitamente polidas iniciouse o ataque químico Utilizouse uma solução apropriada para aços ferrosos que foi aplicada por imersão durante alguns segundos Esse ataque revelou as microestruturas por contraste destacando regiões com diferentes fases ou orientações cristalinas O tempo de exposição foi cuidadosamente controlado para evitar o sobreataque que poderia obscurecer ou deformar os contornos de grão Imediatamente após o ataque as amostras foram lavadas em álcool e secas preservando as regiões reveladas Em seguida foram levadas ao microscópio metalográfico para a etapa de observação A iluminação o ajuste do foco e a seleção das lentes objetivas foram feitos com precisão permitindo uma análise clara e detalhada das estruturas internas dos dois tipos de aço No aço AISISAE 1045 observouse uma microestrutura composta majoritariamente por perlita e ferrita típica de aços de médio teor de carbono não tratados termicamente A ferrita apareceu como regiões claras enquanto a perlita apresentouse em forma de colônias mais escuras com aspecto lamelar Essa distribuição confirmou um equilíbrio entre ductilidade e resistência mecânica característico desse tipo de aço Já a amostra de aço AISISAE 4140 apresentou uma microestrutura mais complexa resultado da presença de elementos de liga como cromo e molibdênio Foram identificadas regiões de martensita e bainita além de vestígios de perlita A martensita apareceu como agulhas finas e escuras distribuídas ao longo da matriz enquanto a bainita se apresentou em regiões de aparência mais granular Essa composição indica que a amostra passou por um tratamento térmico como têmpera e revenimento As diferenças microestruturais entre os dois aços ficaram evidentes tanto no contraste quanto na morfologia das fases observadas O 1045 demonstrou ser mais homogêneo com uma estrutura ferríticoperlítica típica de processos de laminação ou recozimento O 4140 por outro lado revelou um aço ligado com características mais voltadas à resistência mecânica e dureza adequado para aplicações em que há solicitações mais severas A análise microscópica permitiu não apenas a identificação das fases presentes mas também inferências sobre o histórico térmico e mecânico das amostras Com base nessas observações foi possível relacionar a microestrutura com as propriedades mecânicas esperadas de cada liga evidenciando a importância do controle metalúrgico na engenharia de materiais TÊMPERA E REVENIMENTO Foram realizados os procedimentos de têmpera em corpos de prova dos aços AISISAE 1045 e AISISAE 4140 seguindo todas as etapas descritas no roteiro prático Inicialmente mediuse a dureza dos corpos de prova em suas condições originais utilizando o durômetro de bancada Rockwell Os valores obtidos serviram como referência para a comparação com os resultados após o tratamento térmico As medições indicaram durezas compatíveis com os estados brutos de recozimento ou laminado dos materiais Em seguida os corpos de prova foram cortados com altura padronizada de 25 mm para garantir homogeneidade no tratamento térmico Esse corte foi realizado com segurança e precisão assegurando que as amostras fossem adequadas para inserção no forno e subsequente têmpera O corte correto foi essencial para manter a uniformidade na exposição ao calor durante a austenitização e garantir resultados comparáveis entre os diferentes materiais As amostras foram inseridas na mufla préaquecida a 820 C temperatura ideal para a austenitização dos aços estudados O tempo de permanência dentro do forno foi de 20 minutos suficiente para a transformação total da microestrutura existente para a fase austenítica Esse tempo foi controlado rigorosamente para garantir que as propriedades finais refletissem unicamente o processo de têmpera sem variações externas Concluído o tempo de austenitização os corpos de prova foram retirados do forno com o uso de alicate pegador apropriado respeitando todas as normas de segurança Imediatamente após a retirada as amostras foram submersas em óleo de têmpera a temperatura ambiente promovendo um resfriamento rápido Essa etapa foi realizada com movimentação constante das amostras no óleo para romper a camada de vapor e garantir uma troca térmica eficiente O choque térmico resultante da submersão no óleo induziu a formação da martensita fase responsável pelo aumento significativo da dureza nos aços carbono e baixa liga Após o resfriamento completo as amostras foram limpas com papel absorvente para retirada de resíduos de óleo e preparadas para nova medição de dureza O controle do tempo e da movimentação durante a têmpera foi mantido de forma uniforme para todos os corpos de prova Realizouse novamente a medição da dureza nos corpos de prova utilizando o mesmo equipamento da medição inicial Os resultados obtidos indicaram aumento expressivo da dureza nos dois tipos de aço confirmando a eficácia do processo de têmpera A transformação martensítica foi evidente na alteração dos valores de dureza que passaram de níveis moderados para níveis elevados especialmente no aço 4140 Comparando os valores de dureza antes e depois do tratamento observouse que o aço AISISAE 4140 apresentou maior aumento em relação ao 1045 Essa diferença está associada à composição química do 4140 que contém elementos de liga como cromo e molibdênio responsáveis por aumentar a endurecibilidade e promover maior formação de martensita durante o resfriamento Esse comportamento confirmou as expectativas teóricas Foi realizado também o preparo metalográfico de parte das amostras após o tratamento térmico com o objetivo de observar a microestrutura gerada Após o ataque químico apropriado as amostras foram analisadas ao microscópio óptico As imagens revelaram a presença de uma microestrutura martensítica característica composta por agulhas finas e entrelaçadas distribuídas de maneira uniforme na matriz metálica No caso do aço 1045 a microestrutura apresentou martensita misturada com algumas áreas de ferrita residual consequência da menor quantidade de carbono e ausência de elementos de liga significativos Já o aço 4140 apresentou uma martensita mais densa e homogênea reflexo de sua maior liga e capacidade de endurecimento Essas diferenças estruturais explicam os diferentes níveis de dureza medidos entre os dois materiais Além da análise micrográfica foi possível notar que as amostras temperadas apresentaram mudanças visuais e físicas como coloração superficial escurecida e leve empenamento em alguns casos característicos do processo térmico Essas alterações também refletem o estresse térmico gerado durante a têmpera comum em peças submetidas a resfriamento brusco O processo de têmpera executado demonstrouse eficaz e os resultados obtidos foram coerentes com o comportamento esperado dos aços utilizados As propriedades mecânicas foram modificadas significativamente reforçando a importância do tratamento térmico para a aplicação industrial de componentes metálicos que exigem alta dureza e resistência ao desgaste Em conclusão os procedimentos seguiram conforme o planejado e os resultados obtidos tanto em relação às medições de dureza quanto às observações microestruturais confirmaram a transformação térmica e estrutural promovida pela têmpera A análise comparativa entre os dois tipos de aço proporcionou uma compreensão clara das influências da composição química na resposta ao tratamento térmico AÇOS E FERROS FUNDIDOS UTILIZADOS NA CONSTRUÇÃO MECÂNICA Durante a realização da atividade prática de Materiais de Construção Mecânica tive a oportunidade de estudar de forma detalhada a microestrutura dos ferros fundidos utilizando o simulador da plataforma Algetec Essa experiência foi essencial para consolidar os conhecimentos teóricos abordados em sala de aula especialmente em relação aos tipos de ferro fundido nodular cinzento branco e vermicular O experimento iniciouse com a escolha das amostras de ferro fundido disponíveis na plataforma Para isso selecionei uma amostra de cada tipo mencionado Cada amostra foi então submetida ao processo de corte realizado na máquina de corte virtual Posicionei a peça corretamente fixeia com a morsa liguei a máquina e ativei o sistema de refrigeração antes de iniciar o corte Esse procedimento garantiu uma seção adequada da amostra para os próximos passos Após o corte segui para o processo de embutimento das amostras Cada amostra foi colocada na câmara da embutidora onde adicionei o baquelite e pressionei o sistema até atingir entre 1000 e 2000 lbfpol² conforme orientações da prática Após o tempo necessário a amostra foi retirada da câmara agora já pronta para as etapas de lixamento e polimento O lixamento seguiu uma sequência específica de granulometria 220 320 400 600 e 1200 Essa ordem foi essencial para garantir uma superfície uniforme e sem deformações superficiais Com o uso de água corrente e a correta rotação da lixadeira consegui remover progressivamente as imperfeições de cada amostra Em seguida procedi ao polimento metalográfico Utilizei inicialmente a pasta de alumina de 1 µm depois 03 µm e por fim 01 µm sempre sobre o disco da politriz Após cada polimento limpava cuidadosamente a amostra antes de prosseguir com a próxima etapa Esse processo foi crucial para deixar as amostras com uma superfície espelhada ideal para observação no microscópio Depois do polimento realizei o ataque químico nas amostras Cada tipo de ferro fundido respondeu de forma diferente ao reagente revelando estruturas distintas que possibilitaram uma clara visualização das fases presentes Esse passo foi importante para que as microestruturas fossem bem evidenciadas na análise óptica Com o microscópio óptico virtual devidamente ajustado iniciei a análise das microestruturas O ferro fundido nodular apresentou esferoides de grafita em uma matriz ferrítica e perlítica Já o ferro cinzento revelou flocos de grafita distribuídos irregularmente o que explica sua boa usinabilidade e baixa resistência mecânica O ferro fundido branco por sua vez apresentou uma estrutura composta predominantemente por cementita com ausência de grafita livre Essa microestrutura confere alta dureza mas também grande fragilidade ao material O ferro vermicular mostrou grafitas com formato intermediário entre flocos e esferoides conferindolhe propriedades mistas de resistência e usinabilidade Durante a análise foi possível perceber como cada microestrutura influencia diretamente nas propriedades mecânicas dos materiais O ferro nodular por exemplo possui boa tenacidade e resistência à fadiga sendo utilizado em componentes como virabrequins O cinzento com boa capacidade de amortecimento é comum em blocos de motor Já o ferro branco com sua dureza elevada é utilizado em peças que exigem alta resistência ao desgaste como revestimentos de britadores O ferro vermicular com sua estrutura híbrida é ideal para aplicações que exigem um equilíbrio entre resistência e boa dissipação térmica como cabeçotes de motor diesel Ao final da prática ficou evidente a importância de conhecer profundamente as características microestruturais dos ferros fundidos A correta seleção do tipo de ferro fundido para cada aplicação está diretamente relacionada à sua microestrutura e consequentemente às suas propriedades físicas e mecânicas Concluo que a prática proporcionou uma vivência rica e detalhada do processo de caracterização metalográfica permitindo não apenas o reconhecimento visual das microestruturas mas também o entendimento do porquê de suas aplicações industriais A plataforma Algetec foi fundamental nesse processo proporcionando uma experiência virtual próxima da realidade laboratorial