Trabalho 02

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Marcello Felipe de Moura Santos – 12011EMC043
Tarefa
Num laboratório, uma barra de cobre foi cortada em 12 amostras cilíndricas, sendo 11 submetidas a ensaios de compressão e posteriormente medidas as respectivas durezas como mostra a tabela.
Tabela 1 - Dureza em função do Grau de Deformação.
Posteriormente, as 7 amostras deformadas com 53% foram aquecidas por uma hora, cada uma em uma temperatura, resfriadas ao ar e medidas as respectivas durezas.
Tabela 2 - Dureza em função da variação de Temperatura.
Desenhar um gráfico que mostra a variação da dureza com o grau de deformação e um gráfico que mostra a variação da dureza com a temperatura de aquecimento. Identificar no segundo gráfico as regiões de recuperação, recristalização primária e secundária.
Gráfico 1 - Dureza em função do Grau de Deformação.
Gráfico 2 - Dureza em função da variação de Temperatura.
Analisando o gráfico 2, é possível identificar 3 zonas diferente. A 1ª zona, posicionada ao lado esquerdo da linha tracejada vermelha esquerda é a de recuperação. A 2ª zona, presente entre as linhas tracejadas vermelhas é onde ocorre a recuperação primária. Enquanto a 3ª zona, posicionada ao lado direito da linha tracejada vermelha direita é onde ocorre a recuperação secundária.
Tarefa
Dados duas amostras, uma deformada com 20% e uma deformada com 50%:
· Submetendo ambas a temperaturas crescentes, qual iniciará a recristalização primeiro?
Como a amostra deformada com 50% possui maior grau de discordâncias e, portanto, maior energia de deformação armazenada, é nela que o processo de recristalização ocorrerá primeiro, já que a maior deformação dos grãos permite a formação de novos cristais não deformados mais rapidamente com a elevação da temperatura, favorecendo a recristalização e o rompimento da “barreira” necessária para isso ocorrer em comparação com a amostra com deformação de 20%.
· Submetendo ambas as amostras a uma mesma temperatura, qual apresentara o menor tamanho de grão?
A amostra deformada com 50% apresenta um menor tamanho de grão e consequentemente, maior energia de deformação armazenada e maior taxa de recristalização (novos grãos) em comparação à amostra deformada com 20%, que possui grãos maiores, fazendo com que possua menor energia de deformação armazenada, que dificulta o crescimento de novos grãos que surgiriam com a recristalização.
· O que é trabalho a frio e o que é trabalho a quente?
Trabalho a quente e trabalho a frio são processos metalúrgicos usados ​​para obtenção de algumas propriedades específicas nos metais. Em comum, ambos envolvem o processo de deformação plástica do metal e estão diretamente ligados à temperatura de recristalização.
O trabalho a frio é aquele onde um metal dúctil se torna mais duro e mais resistente à medida que ocorre deformação plástica (encruamento) em temperaturas abaixo da temperatura de recristalização. Neste processo, a recuperação não é considerável, mas as tensões internas e residuais aumentam durante o processo, podendo ocorrer a propagação e ou formação de rachaduras ou poros. Este trabalho faz com que os defeitos permanentes presentes na estrutura do metal mudem de forma e ou composição cristalina, que causam a redução do movimento dos cristais dentro do metal, tornando o metal mais resistente a novas deformações.
O trabalho a quente é o oposto, onde a deformação plástica do metal ocorre acima da temperatura de recristalização do metal, mas ainda abaixo do ponto de fusão, onde os grãos deformados são substituídos por grãos sem defeitos no metal, permitindo a recristalização enquanto ocorre a deformação. Neste processo, a deformação e a recuperação ocorrem ao mesmo tempo. Também, as tensões internas ou residuais não são incorporadas, permitindo a obtenção de um produto com bom acabamento, livres de rachaduras e buracos, além da redução e ou eliminação de poros. Este trabalho ajuda no aumento da ductilidade e na redução da resistência ao escoamento.
Tarefa 3
Calcular o diâmetro crítico ideal do aço ABNT 4340 com #7ASTM.
Tabela 3 – Componentes e composição do aço ABNT 4340.
Equação 1 – Fórmula para o cálculo do diâmetro crítico ideal.
Primeiramente, foi necessário calcular a média da % da composição de cada elemento, obtendo-se os seguintes valores: C – 0,405 %, Si – 0,225 %, Mn – 0,7 %, Cr – 0,8 %, Ni – 1,825 % e Mo – 0,25 %.
Em seguida, usando a tabela disponibilizada nos slides e interpolação para alguns componentes, foi possível obter o fator multiplicativo de cada um para posterior substituição na equação e descobrimento do diâmetro crítico ideal do aço ABNT 4340 com #7ASTM.
C – 0,405 % – 0,2143
Si – 0,225 % – 1,1575
Mn – 0,7 % – 3,333
Cr – 0,8 % – 2,728
Ni – 1,825 % – 1,364
Mo – 0,25 % – 1,75
Tarefa 4
O Aço A tem quando temperado em água. O Aço B tem quando temperado em óleo com .
	Aço
	
	H
	
	A
	0,8”
	1 (Água)
	1,5”
	B
	0,4”
	0,4 (Óleo)
	1,4”
· Qual aço tem maior profundidade de endurecimento?
Para responder a esta pergunta, é necessário fazer uma comparação, onde ambos os aços fossem temperados no mesmo meio durante o processo. Neste caso, foi necessário fazer uma nova análise para o aço B. A partir do diâmetro crítico ideal encontrado para o aço B quando H=0,4, foi possível determinar um novo diâmetro crítico quando H=1, onde o valor encontrado foi de aproximadamente 0,7.
Comparando o diâmetro crítico do aço A com o valor encontrado para o aço B, percebe-se que o do aço A é maior e consequentemente possui curva TTT mais deslocada à direita, sendo assim, também possui maior profundidade de endurecimento, onde é possível obter 50% de martensita e 50% de perlita.
· Qual o do Aço B quando temperado em água?
Ao temperar o Aço B em água, quando H=1, o diâmetro crítico é de aproximadamente 0,7.
Tarefa 5
Calcular a variação volumétrica do ferro puro?
· CFC – Cúbica de Face Centrada
Volume da célula CFC:
Número de átomos da célula CFC:
· CCC – Cúbica de Corpo Centrado
Volume da célula CCC:
Número de átomos da célula CCC:
Após a transformação do :
Variação de volume :
 ou 
Dureza vs Grau de Deformação
0	12	28	38	42	53	63.6	66	80.5	98	113.1	121.9	Grau de Deformação (%)
Dureza (HV)
Dureza vs Temperatura
0	200	300	400	500	600	800	121.9	118	114.4	50	45.8	40.799999999999997	40.200000000000003	Temperatura - º C
Dureza - HV
QUANTIDADEDUREZA (HV)GRAU DE DEFORMAÇÃO (%)
163,60
16612
180,528
19838
1113,142
7121,953
DUREZA (HV)TEMPERATURA (º C)
121,90
118200
114,4300
50400
45,8500
40,8600
40,2800
COMPONENTECOMPOSIÇÃO (%)
C - Carbono0,38 a 0,43
Si - Silício0,15 a 0,30
Mn - Manganês0,60 a 0,80
Cr - Crômio0,70 a 0,90
Ni - Níquel1,65 a 2,00
Mo - Molibdênio0,20 a 0,30