Atividade de Pesquisa 01 - Materiais de construção mecanica

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Atividade de Pesquisa 01: Materiais de Construção Mecânica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
QUESTÕES 
 
1. As propriedades físicas estão relacionadas com as informações que podem ser coletadas e 
analisadas sem que a composição química da matéria mude, ou seja, resultam em fenômenos 
físicos, e não químicos. As propriedades físicas podem ser subdivididas em? 
 3. # 
As propriedades físicas podem ser subdivididas em gerais ou específicas, organolépticas e 
intensivas ou extensivas. 
 
4. As propriedades mecânicas são o alvo da atenção de uma gama de pessoas e grupos, como, por 
exemplo, produtores e consumidores de materiais, organizações de pesquisa, agências 
governamentais, entre outros, que possuem diferentes interesses (CALLISTER; RETHWISCH, 2014). 
Entre as principais propriedades mecânicas dos materiais. Destaque e detalhe quais são? 
Entre as principais propriedades mecânicas dos materiais, destacam-se as seguintes: 
- Módulo de elasticidade: razão entre a tensão e a deformação na direção da carga aplicada, sendo a 
máxima tensão que o material suporta sem sofrer deformação permanente. 
- Resistência à deformação e a tração: resistência à tração, tratada também pelo conceito de limite de 
resistência à tração (LRT), é indicada pelo ponto máximo de uma curva de tensão-deformação e, em 
geral, indica quando a criação de um “pescoço”, conhecido como necking, irá ocorrer. Em outros 
termos, é a máxima tensão que um material pode suportar ao ser esticado ou puxado antes de falhar ou 
quebrar. A Figura 2 apresenta o comportamento típico da curva tensão-deformação de engenharia até a 
fratura do material, no ponto F. 
- Dureza: propriedade de um material que permite a ele resistir à deformação plástica, usualmente por 
penetração. O termo “dureza” também pode ser associado à resistência, flexão, risco, abrasão ou corte. 
- Tenacidade à fratura: representa uma medida da habilidade de um material para absorver energia 
até sua fratura. 
- Limite de fadiga: consiste no fenômeno de ruptura progressiva de materiais sujeitos a ciclos 
repetidos de tensão ou deformação. Além do mais, a tenacidade à fratura é uma propriedade indicativa 
da resistência de um material à fratura quando uma trinca está presente. 
 
Materiais de Construção Mecânica 
Aluno (a): Data: 24 /11 /2022 
Atividade de Pesquisa 01 
ORIENTAÇÕES: 
 
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 Atividade de Pesquisa 01: Materiais de Construção Mecânica 
- Ductilidade: representa uma medida do grau de deformação plástica que foi suportado até o 
momento da fratura. Um material que experimenta uma deformação plástica muito pequena ou mesmo 
nenhuma deformação plástica até o momento da sua fratura é chamado de frágil. 
- Resiliência: capacidade de um material de absorver energia quando é deformado elasticamente e 
depois, com a remoção da carga, recuperar sua energia. A propriedade associada é o módulo de 
resiliência, Ur, o qual representa a energia de deformação por unidade de volume exigida para 
tensionar um material desde um estado com ausência de carga até sua tensão limite de escoamento. 
 
5. Quando uma peça metálica é submetida a uma força de tração uniaxial, ocorre deformação, que, 
segundo Smith e Hashemi (2012), pode ser? 
Segundo Smith e Hashemi (2012), pode ser de dois tipos: 
- Deformação elástica: se o material retorna às dimensões iniciais ao se retirar a força, costuma-se 
chamar esse efeito de deformação elástica. A quantidade de deformação elástica que um material 
metálico pode sofrer é pequena, já que nesse tipo de deformação os átomos se afastam das posições 
originais, sem, no entanto, ocuparem novas posições. Assim, quando se retira a força aplicada a um 
metal deformado elasticamente, os átomos voltam às posições originais e o material retoma a forma 
original. 
- Deformação plástica: caso o material seja deformado de tal modo que não consiga retornar às 
dimensões originais, então dá-se o nome de deformação plástica a esse efeito. Durante esse processo, 
os átomos do material metálico são deslocados permanentemente das posições originais e passam a 
ocupar novas posições. A capacidade que alguns metais apresentam de permitir grandes deformações 
plásticas sem que ocorra quebra é uma das mais importantes propriedades da engenharia dos metais. 
 
6. Os processos de conformação são comumente classificados em operações de trabalho a quente, a 
morno e a frio, explique sobre eles? 
Os processos de conformação mecânica alteram a geometria do material através de forças 
aplicadas por ferramentas adequadas que podem variar desde pequenas matrizes até grandes 
cilindros, como os empregados na laminação. Em função da temperatura e do material utilizado 
a conformação mecânica pode ser classificada como trabalho a frio, a morno e a quente. Cada 
um destes trabalhos fornecerá características especiais ao material e à peça obtida. Estas 
características serão função da matéria prima utilizada como composição química e estrutura 
metalúrgica (natureza, tamanho, forma e distribuição das fases presentes) e das condições 
impostas pelo processo tais como o tipo e o grau de deformação, a velocidade de deformação e a 
temperatura em que o material é deformado. 
 
7. Os campos eletromagnéticos podem interagir com partículas carregadas em materiais, produzindo 
condutividade, polarização dielétrica e características magnéticas. A extensão na qual o 
comportamento elétrico e magnético e a condutividade podem ser variados é afetada 
principalmente? 
- Pelas energias dos elétrons na camada de valência; 
- Pelo “spin” dos elétrons nos átomos; 
- Pela estrutura cristalina ou amorfa do material. 
Dessa forma, o conhecimento dessas relações permite a previsão das propriedades elétricas e 
magnéticas de um material de forma a não se necessitar de tentativas ao se fazer a seleção do 
material (VAN VLACK, 1970). 
 
8. Entre os tipos mais comuns de magnetismo, têm-se os seguintes, de acordo com Callister e 
Rethwisch (2014). Detalhe? 
 
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- Ferromagnéticos: devido à importância histórica e comercial do ferro como um material magnético, 
o termo “ferromagnetismo” surgiu com o intuito de englobar as intensas propriedades magnéticas 
possuídas pelo grupo dos metais de transição ferro, como cobalto, níquel e alguns dos metais terrosos 
raros, como o gadolónio (Gd) e o neodímio (Nd). 
- Diamagnéticos: é uma forma muito fraca de magnetismo que é não permanente e que persiste 
somente enquanto um campo externo está sendo aplicado. Ele é induzido por uma mudança no 
movimento orbital dos elétrons devido à aplicação de um campo magnético, mas a magnitude do 
momento magnético induzido é extremamente pequena. O diamagnetismo é encontrado em todos os 
materiais, contudo, uma vez que este é muito fraco, pode ser observado apenas quando outros tipos de 
magnetismo estão totalmente ausentes. 
- Paramagnéticos: são materiais que possuem elétrons desemparelhados e que, na presença de um 
campo magnético, alinham-se, fazendo surgir um ímã que tem a capacidade de provocar um leve 
aumento na intensidade do valor do campo magnético em um ponto qualquer. 
 
9. A grande maioria dos metais e ligas, assim comosemicondutores, cerâmicas e alguns polímeros 
possuem estrutura cristalina na qual os átomos ou íons apresentam íons de longo alcance. O 
arranjo atômico espacial estende-se a distâncias bem maiores (acima de 100 nm). Os átomos ou 
íons desses materiais formam uma grade regular, repetitiva e tridimensional que compõem os 
chamados materiais cristalinos. Descreva como são apresentados por Askeland e Wright (2015)? 
Dois tipos são apresentados por Askeland e Wright (2015): 
- Material monocristalino (ou monocristal) — formados por um único cristal, são usados em várias 
aplicações eletrônicas e ópticas. Os chips de computadores, por exemplo, são feitos de silício sob a 
forma de grandes cristais individuais; 
- Material policristalino — composto de várias pequenas regiões com diferentes orientações espaciais. 
Esses materiais menores são conhecidos como grãos. As fronteiras entre eles e essas regiões em que há 
desalinhamento entre os cristais recebem o nome de contornos de grãos. 
 
 
10. A deformação plástica de uma amostra metálica policristalina a temperaturas consideradas baixas 
em comparação à sua temperatura absoluta de fusão produz alterações microestruturais e 
mudanças nas suas propriedades que incluem, segundo Callister Jr. e Rethwisch (2014)? 
- Uma alteração na forma do grão; 
- O endurecimento por encruamento; 
- Um aumento na densidade das discordâncias. 
 
11. As imperfeições nas redes cristalinas são classificadas de acordo com sua geometria e forma, e 
podem envolver uma irregularidade na posição ou no tipo dos átomos. O tipo e o número de 
defeitos dependem? 
- Do tipo de material; 
- Do meio ambiente; 
- Das circunstâncias sob as quais o cristal é processado. 
 
12. Askeland e Wright (2015) mencionam que o emprego dos métodos de cálculo em conformação 
plástica tem por objetivo determinar os esforços, tensões e deformações a que estão submetidas 
às peças conformadas e as ferramentas, a fim de? 
- Prever possíveis falhas durante o processamento, tais como imperfeições de escoamento, 
acúmulo de tensões em regiões críticas e defeitos nos produtos; 
- Definir o tipo e a capacidade dos equipamentos a empregar; 
 
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- Definir o número de etapas necessárias ao processamento de uma dada peça metálica.