Atividade de pesquisa 02 - Ciência dos Materiais

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Atividade de Pesquisa 02: Ciência dos Materiais 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 - Fale sobre a fabricação do ferro gusa e qual a sua importância na fabricação do aço. 
 
 A produção dessa liga ocorre por meio do processo de redução do ferro presente em minérios 
que contêm esse elemento.Assim, a produção do ferro gusa depende da utilização de minérios 
de ferro, ou seja,minérios formados por óxidos de ferro, os quais não apresentam nenhuma 
utilização para a produção do aço, mas que são fundamentais para a extração do ferro. 
 
2 - Comente sobre os efeitos do carbono no ferro, fale sobre as propriedades adquiridas e modificadas 
com o aumento do teor de carbono. 
 
O teor de carbono exerce significativa influência nas propriedades mecânicas do aço. Quanto maior, 
maiores a dureza e a resistência à tração. Entretanto, aços com elevados teores de carbono 
são prejudicados pela maior fragilidade devido à maior quantidade de cementita,uma substância 
bastante dura, mas quebradiça. Mantendo-se constante o teor de carbono, a resistência aumenta à 
medida que aumenta a finura da dispersão de carbonetos, ao passo que a ductilidade e 
propriedades semelhantes diminuem. 
 
3 - Defina Aço e Ferro Fundido. 
 
O ferro fundido é uma liga de ferro em mistura eutética com elementos à base de carbono e silício. 
Forma uma liga metálica de ferro, carbono (a partir de 2% a 7%), silício (entre 1 e 4%), podendo conter 
outros elementos químicos. Sua diferença para o aço é que este também é uma liga metálica formada 
essencialmente por ferro e carbono, mas com percentagens entre 0,002 e 2,15%. 
 
4 - Fale sobre os Ferros Fundidos, liste os tipos, definindo-os e falando sobre suas propriedades. 
 
Os ferros fundidos são divididos em três tipos principais: branco, cinzento e nodular. 
Ferro fundido branco é formado por uma taxa de resfriamento mais alta e é utilizado em peças em que 
se necessite elevada resistência à abrasão, alta dureza e baixa ductilidade. 
Este tipo de ferro fundido não possui grafita livre em sua microestrutura. Neste caso o carbono encontra-
 
 
Ciência dos Materiais 
Data: 15/07/2022 
Atividade de Pesquisa 02 NOTA: 
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Aluno (a): Alan Carlos de Braga Cruz 
 
 
 
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se combinado com o ferro (em forma de cementita), resultando em elevada dureza e elevada resistência 
a abrasão, praticamente não podendo ser usinado. A peça deve ser fundida diretamente em suas formas 
finais ou muito próximo delas, a fim de que possa ser usinada por processos de abrasão com pouca 
remoção de material. 
O ferro fundido branco é dividido em hipoeutéticos, eutéticos e hipereutéticos, de acordo com a 
porcentagem de carbono equivalente. 
Ferro fundido cinzento é o mais comum, devido às suas características, dentre elas podemos citar: 
- Baixo custo: em geral é fabricado a partir de sucata; 
- Elevada usinabilidade: graças à presença de grafita livre em sua microestrutura; 
- Alta fluidez na fundição: que permite a fundição de peças com paredes finas e complexas; 
- Facilidade de fabricação: já que não exige equipamentos complexos para controle de fusão e 
solidificação. 
Também presente em veios de tipos de matriz metálica (variações nos teores de perlita e cementita). 
Podem ser submetidos a tratamentos térmicos para endurecimento localizado, porém, geralmente são 
utilizados principalmente no estado bruto de fundição, podendo ainda ser normalizado ou recozido, por 
tratamento térmico. 
Ferro fundido nodular é nessa classe de ferro fundido, o carbono (grafite) junto com cementita e outros 
que permanece livre na matriz metálica, porém em forma sólida e de visualidade circular. Este formato 
do grafite faz com que a ductilidade seja superior, dando características aos materiais que o aproximam 
do aço. 
Propriedades: 
- Boa resistência mecânica à tração; 
- Boa ductilidade e resiliência; 
- Boa resistência à compressão. 
 
5 - Fale um pouco sobre a importância do estudo das propriedades mecânicas de materiais. Como essas 
propriedades são determinadas? 
 
As propriedades mecânicas de um material são determinadas a partir de ensaios mecânicos. Esses ensaios 
são realizados a partir de corpos de prova com dimensões e formas especificadas em normas técnicas. 
Os ensaios mecânicos simulam esforços que os materiais irão sofrer sobre condições reais de “trabalho”. 
Principais propriedades mecânicas são: resistência à tração, elasticidade, ductilidade, fluência, fadiga, 
dureza, tenacidade. 
Cada uma dessas propriedades está associada à habilidade do material de resistir às forças mecânicas ou 
transmiti-las. 
 
6 - Como é feito um teste de tração, qual se obtém de um teste como esse. Qual a importância desse teste? 
 
O ensaio de tração é sem dúvida um dos mais utilizados nos ensaios mecânicos e, quando realizado 
criteriosamente, pode fornecer informações básicas sobre as propriedades mecânicas fundamentais dos 
materiais empregados na engenharia. Essas informações tem muitas vezes aplicação direta no projeto e 
dimensionamento de componentes e produtos. 
Apesar de não ser necessariamente capaz de fornecer informações para prever o comportamento dos 
materiais quando sujeitos a carregamentos em condições de serviço, o ensaio de tração permite avaliar 
características de resistência e de ductilidade que podem ser usadas para estabelecer critérios de controle 
de qualidade que assegurem desempenho satisfatório em determinadas aplicações. 
 
 
 
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7 - O que é limite de escoamento e limite de resistência a tração. 
 
O limite de escoamento é o ponto onde começa o fenômeno escoamento, a deformação irrecuperável do 
corpo de prova, a partir do qual só se recuperará a parte de sua deformação correspondente à deformação 
elástica, resultando uma deformação irreversível. Este fenômeno se situa logo acima do limite elástico, 
e se produz um alongamento muito rápido sem que varie a tensão aplicada em um ensaio de tração. 
A resistência à tração de um material é a quantidade máxima de tensão de tração que ele pode suportar 
antes da falha, por exemplo, quebra. Por isso, na indústria em geral, é necessário conhecer esse limite 
para diversos materiais. 
 
8 - O que é um tratamento térmico? 
 
O tratamento térmico pode ser definido como resfriamento ou aquecimento controlado dos metais, sua 
finalidade é alterar as propriedades mecânicas e físicas do material, mas sem alterar o produto final. 
 
9 - Fale sobre a têmpera. Qual estrutura é obtida depois de temperar um aço? Essa estrutura tem aplicação 
prática? Por que depois da têmpera é normalmente feito o revenimento? 
 
Têmpera é um processo de tratamento térmico de aços para aumentar a dureza e a resistência dos mesmos. 
A têmpera tem duas etapas: aquecimento e esfriamento rápido. O aquecimento tem como objetivo obter 
a organização dos cristais do metal, numa fase chamada austenitização. O esfriamento brusco visa obter 
a estrutura martensita. 
Na têmpera o aquecimento é superior à temperatura crítica, que é de 727ºC. O objetivo é conduzir o aço 
a uma fase, na qual se obtém o melhor arranjo possível dos cristais do aço, para obter a futura dureza. 
Após dessa fase o aço pode ser submetido a outras fases, dependendo das necessidades. A temperatura 
nessa fase é temperatura de austenização. Cada aço tem sua composição, a temperatura varia de aço para 
aço.Depende muito da composição química: enquanto aços com teores de carbono e de outros elementos de 
liga relativamente baixos só temperam em água, outros um pouco mais ligados temperam ao ar, enquanto 
alguns muito ligados (ex.: aços-ferramenta) temperam ao ar. O carbono endurece a martensita, enquanto 
os demais elementos de liga retardam a transformação difusional em ferrita e cementita, favorecendo a 
transformação martensítica. 
Revenimento em decorrência da têmpera transformação martensítica no aço as tensões residuais são 
excessivas e a ductilidade e a tenacidade são muito baixas para permitir seu uso na maioria das aplicações, 
sendo necessária a realização de um tratamento térmico denominado revenimento, que altera a 
microestrutura e alivia as tensões decorrentes da têmpera, consistindo no aquecimento a temperaturas 
inferiores, com o objetivo de aumentar a ductilidade e a tenacidade e ajustar a resistência mecânica para 
o nível desejado, além de aliviar tensões. 
 
 
10 - Diferencie cianetação, carbonitretação e boretação. 
 
Cianetação implicam no uso de sais tóxicos no estado líquido, exigindo cuidados especiais de segurança. 
São realizados mediante a imersão das peças em sais fundidos contendo cianetos (exemplo: NaCN) a 
temperaturas entre 850 e 900 ºC, havendo dupla absorção, de carbono e nitrogênio. Após tempo adequado 
 
 
 
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as peças cianetadas são temperadas a partir do banho de sais. 
Carbonitretação é um processo de transferência de carbono e nitrogênio para a superfície da peça, porém 
por um processo gasoso onde se utiliza uma mistura de amônia com gás carburizante numa média de 
25% e 75% respectivamente, não podendo a amônia exceder 28% pois cria uma camada muito dura e 
frágil. 
O teor de carbono é controlado como na cementação gasosa enquanto o de nitrogênio varia conforme a 
variação da porcentagem de amônia. Este tratamento é feito a 925ºC sendo necessário a têmpera 
posterior. 
Boretação entre os processos termoquímicos de difusão para endurecimento superficial, a boretação é 
um dos mais recentes onde o boro difunde-se na superfície do aço formando boreto de ferro. A boretação 
pode ser feita em meios líquidos, sólidos e gasosos, porém a boretação sólida é a mais utilizada 
industrialmente. 
Devido a camada extremamente dura a boretação é aplicada em peças sujeitas a desgaste por abrasão. 
 
 
11 - Defina corrosão e a importância de estuda - lá. 
Corrosão é deterioração de um material, geralmente metálico, por ação química ou eletroquímica do meio 
ambiente associada ou não a esforços mecânicos/físicos (tensões, cavitações). que o metal retorna ao seu 
estado original. 
A corrosão causa frequentemente a destruição completa do metal no fim de um certo tempo. 
É um problema muito sério em industrias, sendo responsáveis por enormes prejuízos decorrentes da 
necessidade constante de substituir equipamentos destruídos, e também de superdimensionar numerosas 
peças para evitar a possibilidade de falhas em serviço. 
É importante entender essa reação química e, principalmente, saber evita-la com uma boa prevenção. 
 
 
12 - Quais são as oito deferentes formas de corrosão? 
 
Corrosão uniforme, corrosão galvânica, corrosão em frestas; 
 Por pites ou localizada; 
 Intergranular; 
 Por lixíviação seletiva; 
 Erosão-corrosão; 
 Corrosão sob tensão.