Relatorio recristalização cobre(em construção )

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS
GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA
Álvaro Henrique
Bruno Mateus
Gabriel Wandalsen
Henrique Tavares
José Filipe de Pinho Vasconcelos
Júlio César A. Gontijo
Willian Soares Jardim
LABORATÓRIO DE MATERIAS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA:
Recristalização do Cobre 
	
Contagem
2015
Álvaro Henrique
Bruno Mateus 
Gabriel Wandalsen
Henrique Tavares
José Filipe Pinho Tavares
Júlio César A. Gontijo
Willian Soares Jardim
LABORATÓRIO DE MATERIAS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA:
Recristalização do Cobre
Trabalho Apresentado à disciplina de Materiais de Construção Mecânica, ao curso de Engenharia Mecânica da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais.
Orientador (a): Professora Dra. Sara Silva Ferreira Dafé.
		SUMÁRIO
1.	INTRODUÇÃO	3
2. OBJETIVOS	4
3. MATERIAL UTILIZADO	4
4. PROCEDIMENTOS	6
5. RESULTADOS	6
6. DISCUSSÃO	6
7. CONCLUSÃO	6
8. REFERÊNCIAS	6
INTRODUÇÃO
Segundo CALLISTER 1999 “ é a formação de um novo conjunto de grãos livre de deformação no interior de um material previamente deformado a frio”. Para que essa formação aconteça é necessária uma força motriz, e a mesma advém da diferença existente entre a energia interna do material submetido a deformação e do material sem nenhuma deformação. Os grãos inicialmente constituem-se de pequenos grãos, e crescem até atingir o tamanho do seu material de origem. É valido salientar que o número de discordâncias cai consideravelmente, e que após o processo de recristalização algumas propriedades mecânicas do material são recuperadas. O material se torna mais macio, apresenta menor resistência, porem uma maior ductilidade. 
Dois fatores afetam diretamente o resultado a recristalização que são: tempo e temperatura. Percebe-se um aumento na porção (fração) recristalizada do grão a medida que aumenta o tempo. 
Através da formula abaixo é possível relacionar a porção (fração) recristalizada do cobre com a equação de Avrami:
Através do qual o valor de “t” é o tempo, e k e n são constantes.
 Figura 1: Fração transformada X Tempo
FONTE: Manual do Usuário Laboratório de Materiais PUC Minas
Através da linearização da equação de Avrami obtemos o valor de K e n:
Figura 2: Gráfico da linearização da equção
FONTE: Manual do Usuário Laboratório de Materiais PUC Minas
Ainda é possível calcular a fração transformada relacionando com a dureza do matéria através da equação 1: 
Y = (Hencruado-Hrecozido) / (Hencruado-Hrecristalizado) 
Onde novamente o Y representa a fração transformada.
2. OBJETIVOS
Analisar a variação da recristalização do Cobre (Cu) submetido ao recozimento a 300, 400 e 450 °C, observando onde ocorreu a recristalização de 100%, encontrar as constantes K e n, criar gráfico de dureza.
3. MATERIAL UTILIZADO
Barra de cobre eletrolítico, forno MAGNUS, durômetro WOLPERT TESTOR HT 2000, penetrador com formato de uma pirâmide de diamante com base quadrada ou esfera de aço de diâmetro 1/16”, cortadora Metalográfica TECLAGO CM 80.
	
4. PROCEDIMENTOS
Cortou-se a barra de cobre em 30 pedaços onde, posteriormente aqueceu-se o forno a 350º C e colocaram-se 10 amostras dentro do mesmo, após decorrido dois minutos retirou-se a primeira amostra e então as demais foram retiradas, uma por vez a cada dois minutos. O mesmo procedimento foi realizado para a temperatura de 400ºC e 450º C. Ressaltando-se que o tempo necessário para a recristalização completa foi de 20 minutos, então decorrido este tempo encontrou-se a amostra com 100% de recristalização. 
Posteriormente ao processo de recristalização, mediu-se a Dureza Vickers de cada amostra, fazendo-se três medidas e calculando-se a média das três, para uma menor imprecisão. Também calculou-se a dureza do cobre encruado e através dos dados encontrados de durezas calculou-se a fração recristalizada. Porém encontrou-se alguns valores discrepantes que seguem descritos abaixo.
5. RESULTADOS 
Segue tabela com valores encontrados no ensaio de dureza e o os valores da fração recristalizada.
	DUREZA VIKERS (HV) PARA CADA TEMPERATURA
	Tempo (min.)
	350°C
	400°C
	450ºC
	2
	109
	117
	105
	
	112
	117
	103
	
	116
	110
	108
	DUREZA MÉDIA
	112,33
	114,67
	105,33
	FRAÇÃO RECRISTALIZADA (%)
	0,10
	1,00
	0,85
	 
	4
	110
	105
	115
	
	113
	111
	118
	
	93,6
	115
	114
	DUREZA MÉDIA
	105,53
	110,33
	115,67
	FRAÇÃO RECRISTALIZADA (%)
	1,34
	4,25
	0,03
	 
	6
	110
	138
	136
	
	102
	131
	129
	
	107
	134
	140
	DUREZA MÉDIA
	106,33
	134,33
	135,00
	FRAÇÃO RECRISTALIZADA (%)
	0,3
	-13,8
	-1,5
	 
	8
	117
	97,7
	130
	
	115
	95,3
	123
	
	102
	89,5
	132
	DUREZA MÉDIA
	111,33
	94,17
	128,33
	FRAÇÃO RECRISTALIZADA (%)
	0,1
	-16,4
	1,0
	 
	10
	91,3
	89,1
	121
	
	92,6
	94,5
	130
	
	91
	91,6
	115
	DUREZA MÉDIA
	91,63
	91,73
	122,00
	FRAÇÃO RECRISTALIZADA (%)
	0,7
	18,2
	-0,5
	 
	12
	94,5
	90,6
	105
	
	111
	95,8
	108
	
	110
	85,8
	103
	DUREZA MÉDIA
	105,17
	90,73
	105,33
	FRAÇÃO RECRISTALIZADA (%)
	0,3
	19,0
	0,8
	 
	14
	108
	99,4
	115
	
	117
	103
	115
	
	132
	98,6
	115
	DUREZA MÉDIA
	119,00
	100,33
	115,00
	FRAÇÃO RECRISTALIZADA (%)
	-0,1
	11,8
	0,1
	 
	16
	98,2
	85,6
	112
	
	102
	92,2
	118
	
	98,2
	88,2
	115
	DUREZA MÉDIA
	99,47
	88,67
	115,00
	FRAÇÃO RECRISTALIZADA (%)
	0,4
	20,5
	0,1
	 
	18
	89,9
	133
	117
	
	119
	132
	110
	
	117
	137
	117
	DUREZA MÉDIA
	108,63
	134,00
	114,67
	FRAÇÃO RECRISTALIZADA (%)
	0,2
	-13,5
	0,1
	 
	20
	85
	111
	111
	
	72,3
	117
	98,3
	
	 
	116
	101
	DUREZA MÉDIA
	78,65
	114,67
	103,43
	
FRAÇÃO RECRISTALIZADA (%)
	0,00
	0,00
	0,00
	VALORES DUREZA COBRE ENCRUADO (HV)
	Vikers
	111
	122
	115
	DUREZA MÉDIA
	116,00
Seguem abaixo gráficos da Dureza por tempo.
6. DISCUSSÃO
A recristalização do cobre foi feita através do tratamento de recozimento, e a mesma pode ser separada em duas partes distintas: nucleação e crescimento de grão. A nucleação é a criação de pequenos sítios para a construção de novas fases (grãos). Crescimento de grão é onde a estrutura já recristalizada passa a apresentar crescimento anormal de alguns grãos pela continuação do processo de migração dos contornos de grão. 
Pelos resultados empíricos encontrados, verificaram-se alguns pontos que estão descritos a seguir.
Para que se calcule as constantes K e n, é necessário que se calcule o Ln dos valores encontrados de fração transformada, porém encontraram-se alguns valores para a fração transformada com sinal negativo, sendo assim não é possível linearizar a equação através da fórmula . Pois não existe Ln de valores negativos.
E também como valores da fração recristalizada encontrados foram superiores a 1, no momento em que esses valores forem inseridos na equação descritas acima, encontraram-se valores negativos e não existe Ln de valores negativos.
7. CONCLUSÃO
Inicialmente cortou-se a barra de cobre em 30 pedaços, e posteriormente aqueceu-se o forno a 350 400 e 450º C, para cada temperatura foram colocadas dez amostras no mesmo. E as amostras foram retiradas uma por vez a cada dois minutos, lembrando que as amostras que permaneceram no forno durante 20 minutos apresentam 100% de recristalização. Então calculou-se a dureza de cada amostra e anotaram-se os valores e os mesmos foram descritos na tabela apresentada anteriormente, para que fosse calculada a fração transformada mediu-se também a dureza do cobre encruado e a mesma foi descrita anteriormente.
Percebeu-se que para a amostra encruada à temperatura de 400º C foi encontrada a maior dureza. 
Como discutidoanteriormente não foi possível encontrar os valores das constantes K e n, pois era necessário calcular o Ln da fração recristalizada já que alguns valores encontrados foram negativos, e é impossível calcular Ln de um número negativo.
8. REFERÊNCIAS