Avaliação A3 comportamento quimico dos materiais

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Avaliação A3
Texto 1
“Ainda que poucos metais sejam utilizados no estado puro ou quase puro, alguns deles são usados em uma forma praticamente pura. Por exemplo, o cobre de elevada pureza (99,99% Cu) é usado para fios em eletrônica, devido à sua elevada condutividade elétrica. O alumínio de elevada pureza (99,99% Al) (chamado alumínio superpuro) é usado para fins decorativos, porque pode receber como acabamento uma superfície metálica muito brilhante. Contudo, a maior parte dos metais em engenharia é combinada com outros metais ou não metais”.
SMITH, W.; JAVAD, H. Fundamentos de Engenharia e Ciência dos Materiais. Porto Alegre: Grupo A, 2012. p. 106. (Disponível na Minha Biblioteca). 
 
Texto 2
“Desta maneira, muitas combinações entre os metais são realizadas nos últimos tempos e uma delas é o estudo da liga de Ni-Co que tem sido estudada frequentemente, por apresentar propriedades únicas, como sua alta dureza, boa resistência ao desgaste (corrosão), atividade eletrocatalítica e propriedades magnéticas. Para produção das ligas de Ni-Co existem muitos processos que estão em estudo como o de epitaxia por feixe molecular e pulverização catódica, que requer condições de alto vácuo, mas é possível obter essas ligas pelo processo de eletrodeposição que é uma técnica mais simples e de custo menor como também tem melhor controle nos parâmetros a serem utilizados”.
SANTOS, E. S. et al. Ligas de Ni-Co: uma revisão sistemática dos parâmetros e composição dos banhos eletrolíticos. 10.46943/VII.CONAPESC, 2022. p. 1151.
Nos textos acima são mencionadas maneiras de utilização de metais praticamente puros e na forma de ligas. Quando existe a elaboração de ligas como uma liga A contendo 96% Cobre e 4% Níquel e outra liga B contendo 96% de Ferro e 4% de Carbono existirão características diferentes associadas aos novos materiais por elas compostos. Em relação a estas propriedades, responda as questões a seguir.
a) Qual o tipo de ligação química (interatômica) predominante em cada liga e suas características?
b) Indique o tipo de solução sólida formada em cada liga e suas propriedades.
c) Mencione e explique o ensaio mais comum capaz de determinar a dureza destas ligas.
d) Descreva um ensaio para determinar a elasticidade das ligas.
e) Indique e explique um tratamento térmico que pode elevar a tenacidade de uma liga de aço carbono.
a) Ligação química, interatômica, predominante em ambas as ligas e a ligação metálica, onde os átomos dos elementos metálicos se organizam e uma estrutura cristalina tridimensional, formando uma espécie de nuvem de elétrons deslocalizados que podem mover-se livremente pela estrutura , conferindo as ligas metálicas varias características como , na Liga A (96% de cobre e 4% de níquel), condutividade elétrica e térmica elevada, resistência mecânica variável, ductilidade e maleabilidade e na liga B( 96% de ferro e 4% de carbono), dureza que aumenta de acordo com o teor de carbono (C), resistência, magnetismo, ductilidade que diminui de acordo com o teor de carbono (C) , capacidade de suportar altas temperaturas e pressão.
b) Em ambas as Ligas A (96% de cobre e 4% de níquel) e Liga B (96% de ferro e 4% de carbono), o tipo de solução solida formada é a solução solida intersticial. Como características de cada liga podemos citar no caso da liga A (96% de cobre e 4% de níquel), chamada de solução solida intersticial de níquel em cobre ou solução solida de níquel em cobre , o níquel (Ni) atuando como elemento de liga e o cobre (Cu) como elemento principal e, como níquel (Ni) sendo um átomo menor do que o cobre (Cu), preenche os espaços intersticiais entre átomos de cobre na estrutura cristalina. No caso da Liga B (96% de ferro e 4% de carbono), chamada de solução solida intersticial de carbono em ferro ou solução solida de carbono em ferro, o carbono ( C ) atua como um elemento de liga e o ferro ( Fe) é o elemento principal e, o carbono (C ), sendo um átomo pequeno, pode se encaixar nos intersticios de estrutura cristalina do ferro, formando uma solução solida intersticial.
c) O ensaio de dureza Brinell é o ensaio mais comum utilizado na indústria para avaliar a resistência à deformação plástica de materiais metálicos e pode ser utilizado para determinar a dureza das ligas A (96% de cobre e 4% de níquel) e Liga B (96% de ferro e 4% de carbono). O ensaio de dureza Brinell consiste em comprimir lentamente uma esfera de aço temperado, de diâmetro D, sobre uma superfície plana, polida e limpa de um metal, por meio de uma carga F, durante um tempo t, produzindo uma calota esférica de diâmetro d.
d) Podemos utilizar o ensaio de tração para determinar a elasticidade das ligas onde a metodologia do ensaio consiste na fixação do corpo de prova pelas pelas suas extremidades e são aplicadas cargas crescentes até sua ruptura. Mede-se a variação no comprimento (L) como função da carga aplicada (P), e após o tratamento adequado dos resultados obtém-se uma curva tensão versus a deformação do corpo de prova. Trata-se de ensaio amplamente utilizado na indústria de componentes mecânicos, devido à vantagem de fornecer dados quantitativos das características mecânicas dos materiais e sendo um deles a elasticidade.
e) O tratamento térmico que pode elevar a tenacidade de uma liga de carbono é o revenimento. O revenimento é um processo que segue a têmpera e tem como objetivo reduzir a dureza excessiva e aumentar a tenacidade do material. Para o processo de revenimento a liga de carbono deve passar primeiro pela têmpera onde um tratamento térmico é realizado aquecendo-se a liga a uma temperatura critica seguido por um rápido resfriamento em água, óleo ou ar, criando uma estrutura cristalina chamada martensita. Após a têmpera o aço é reaquecido a uma temperatura abaixo da temperatura critica, geralmente entre 150 a 600 graus, para reduzir a dureza excessiva e aumentar a tenacidade.