Atividade 3 _ CMII _ respostas

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Rua do Areal, 522, Pq. Perequê (Mambucaba) - Angra dos Reis/RJ – 23953-030 
Tel.: (24) 3362-3526 / 3362-3533 / 3362-3611 
Atividade 3 _ Diagramas de Fase, Fases e Microconstituintes, Tratamentos Térmicos. 
 Engenharia Mecânica 
 
 
Questão 1 (2,0 pontos) – Após se realizar tratamentos térmicos em um aço eutetóide (com 
resfriamento até a temperatura ambiente), com os ciclos indicados na curva TTT apresentada na 
Figura 1 (R1, R2, R3 e R4) quais são as microestruturas geradas e suas respectivas porcentagens 
volumétricas? 
 
 
 
Figura 1 - Diagrama de transformação isotérmica (curva TTT) completo para um aço eutetóide: 
A, austenita; B, bainita; M, martensita; P, perlita. 
 
RESPOSTA: 
R1: 100% Perlita Grosseira 
R2: 90% Martensita 10% Austenita 
R3: 100% Bainita 
R4: 100% Perlita Fina 
 
Questão 2 (2,0 pontos) – A Figura 2 apresenta o diagrama de fases Fe-Fe3C, sendo assim, 
responda: 
 
 
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Figura 2 - Diagrama de fases Fe-Fe3C 
 
(a) Qual a máxima solubilidade de carbono nas fases ferrita e austenita? 
 
RESPOSTA: 
 Ferrita α: 0,022% C 
 Ferrita δ: 0,09%C 
 Austenita: 2,14% C 
 
(b) Quais as temperaturas, teores de carbono e reações de transformações ocorrendo para os 
pontos eutético, peritético, eutetóide, peritetóide e monotético? 
 
RESPOSTA: 
Eutético: 1147°C; 
4,30%C; 
L -> Austenita + Cementita 
Peritético: 1493°C; 
~0,2%C; 
S+L (ferrita δ + líquido) -> Austenita 
Eutetóide: 727°C; 
0,76%C; 
S(Austenita) -> Ferrita + Cementita 
Peritetóide: Não existe neste diagrama 
Monotético: Não existe neste diagrama 
 
 
 
 
 
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(c) Além das fases e microconstituintes indicados no diagrama da Figura 2, por qual motivo 
não se aparece a fase martensita e o microconstituinte bainita? 
RESPOSTA: 
A fase martensita, por ser obtida para condições de resfriamento fora de equilíbrio, um 
resfriamento rápido (têmpera), o que não é prevista no diagrama de equilíbrio. 
E a microconstituinte bainita pode ser obtido tanto por tratamento térmico com resfriamento 
contínuo, como por tratamento térmico isotérmico o que também não é previsto no diagrama 
de equilíbrio. 
 
Questão 3 (1,0 ponto) – Por qual(is) motivo(s) a atmosfera do interior do forno deve ser levada 
em consideração durante um tratamento térmico? 
RESPOSTA: 
Quando não se tem uma atmosfera adequada pode acontecer de ter uma pequena variação 
dimensional (“empenar”) e/ou uma oxidação/corrosão superficial, que não é um resultado que se 
espera, então a atmosfera do forno deve ser considerada para não haver essas variações. 
 
Questão 4 (1,0 ponto) – Um engenheiro mecânico precisa fazer um tratamento térmico em um 
determinado aço, para que este atinja as propriedades necessárias para sua utilização. Quais são 
os fatores a serem levados em consideração neste tratamento térmico, para que se obtenha o 
melhor resultado? Explique cada um deles. 
RESPOSTA: 
Qual o metal ou liga a ser tratada; 
A geometria da peça; 
Objetivo a ser alcançado, quais propriedades são desejadas no final; 
Planejamento de uma etapa adicional de usinagem em alguns casos: Pode ser que dependendo 
da liga, temperatura e tempo, chegar de ter uma camada de até 2mm de oxidação. Ou para evitar 
essa adversidade usar uma atmosfera controlada (elevando o valor da execução). 
 
Questão 5 (2,0 pontos) – A curva TTT de uma determinada liga é uma ferramenta fundamental 
para a previsão de fases / microconstituintes formados em metais e suas ligas. Para um 
determinado metal, quais são os fatores que influenciam na modificação da forma / deslocamento 
(para direita ou para esquerda) da curva TTT? 
RESPOSTA: 
Os elementos de liga, precisam ser recolocados quando a austenita se decompõe, todos os 
elementos de liga deslocam a curva TTT para direita, com exceção somente do cobalto que a 
desloca para a esquerda. 
Os tamanhos de grão, quanto menor o tamanha mais regiões estão propicias as transformações, 
logo a curva se desloca para a esquerda. 
E a homogeneidade da austenita, quanto mais homogênea mais para a direita a curva se desloca, 
quanto menor a quantidade de imperfeições mais para a direita a curva se move. 
 
Questão 6 (2,0 pontos) – Um engenheiro mecânico tem em estoque uma barra redonda com 3 
polegadas e com 30 cm de comprimento de aço com 0,78 % em peso de carbono, sem elementos 
de liga. Sabendo-se que ele irá usinar esta barra para fazer uma punção de 1,5 polegadas de 
diâmetro com ponta reta, indique qual o tratamento térmico mais adequado a ser realizado para 
as seguintes situações, e quais são as fases / microconstituintes gerados. 
 
 
 
 
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(a) Ductilidade máxima para se usinar esta peça, sem desgastar muito a ferramenta de 
usinagem; 
RESPOSTA: 
Esferoidização 
Gerado: ferrita e a carbonetos esferoizados ou ferrita e perlita. 
 
(b) Após a usinagem da punção, para eliminar tensões residuais vindas da usinagem; 
RESPOSTA: 
Recozimento 
Gerado: Perlita grosseira 
 
(c) Para a obtenção da máxima resistência / dureza superficial da punção. 
RESPOSTA: 
Têmpera 
Gerado: Martensita