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Unidade 02 - Avaliação Parcial 02 Data - 24/05/2023 DISCIPLINAS: ENG 041 Professor – Manuel de Almeida Barreto Filho Aluno - Assinatura _________________________________ QUESTÕES OBJETIVAS (0,2 pontos) Observação – Cada questão objetiva de “n” alternativas que for respondida de forma incorreta será penalizada adicionalmente ao valor normal da questão em [100/(n-1)] % do valor correspondente à questão. Questões cuja nenhuma resposta for assinalada não terão penalidade adicional além do valor normal da questão. Valor normal de cada questão – 0,1 pontos. 1 – A energia de ativação para difusão do C no Fe CFC é maior que no Fe CCC? A – V B – F 2 – O aumento no nível de tensão aplicada provoca aumento na taxa de fluência estacionaria. A – V B - F QUESTÕES DISCURSIVAS (0,8 pontos) – Valor de cada questão - 0,2 pontos. 1 – Uma folha de Fe CCC com 0.0254 mm de espessura é usada para separar um gás com alto teor de gás hidrogênio (H2), de uma mistura com baixo teor de hidrogênio a 650 oC. A concentração de está presente em um dos lados da folha e existe do outro lado. Determine o gradiente de concentração de hidrogênio e o fluxo de hidrogênio através desta folha. Dados: Adote para a difusão do H no Fe CCC: ; Solução: 2 – E possível efetuar um tratamento térmico adequado por cementação a 1200 oC em 1 hora. Em um esforço para reduzir o custo do revestimento de tijolos de forno, foi proposta a redução da temperatura de cementação para 950 oC. Que tempo será necessário para se atingir resultado similar ao de mais alta temperatura: Dados: Adote para a difusão do C no Fe CCC: ; Solução: 3 – Um corpo de prova cilíndrico de aço-ferramenta com 15 cm de comprimento e 0.635 cm de diâmetro gira como um eixo e deve ser projetado de modo que nunca ocorra fratura por fadiga. Determine à carga máxima, em N, que pode ser aplicada a extremidade do eixo, assumindo que as tensões máximas de tração e compressão são iguais. Ver figura abaixo. Adote: Solução: 4 – Considere um componente em aço inoxidável 18-8 Mo que está exposto a uma temperatura de 500 oC. Determine o nível máximo de tensão admissível, em MPa, para um tempo de vida útil de até a ruptura de 5 anos. Ver figura abaixo. Solução: De acordo com o gráfico a tensão é de 241.7 MPa. mol cal Q 3600 = s cm D 2 0 0012 . 0 = cm cm H de atomos cm H de atomos dx dC 00254 . 0 10 5 10 2 3 8 3 3 × - × = ( ) cm cm H de atomos dx dC × × - » 3 11 10 9685 . 1 ( ) ( ) ÷ ÷ ø ö ç ç è æ + × × - × = ÷ ø ö ç è æ × - × = K cal EXP cm T R Q EXP D D 273 650 K mol cal 987 . 1 mol 3600 s 0012 . 0 2 0 s 000169 . 0 2 cm D = ( ) ( ) ( ) cm cm H de atomos cm dx dC D J × × - × - = × - = 3 11 2 10 9685 . 1 s 00169 . 0 ( ) s cm H de atomos J × × » 2 7 10 32 . 3 mol cal Q 32900 = s cm D 2 0 23 . 0 = ÷ ÷ ø ö ç ç è æ × × - = - × t D x erf C C C C s x 2 1 0 0 \ 0 0 1 2 C C C C t D x erf s x - × - = ÷ ÷ ø ö ç ç è æ × × ÷ ÷ ø ö ç ç è æ × × = ÷ ÷ ø ö ç ç è æ × × 2 2 1 1 2 2 t D x erf t D x erf 3 8 10 5 cm H de atomos × 2 2 2 2 2 2 t D x t D x × × = × × 2 2 1 1 t D t D × = × 2 0 1 0 t T R Q EXP D t T R Q EXP D × ÷ ø ö ç è æ × - × = × ÷ ø ö ç è æ × - × \ 2 2 1 1 t T R Q EXP t T R Q EXP × ÷ ÷ ø ö ç ç è æ × - = × ÷ ÷ ø ö ç ç è æ × - 1 2 1 2 1 1 2 1 1 2 t T R Q T R Q EXP T R Q EXP t T R Q EXP T R Q EXP t T R Q EXP t × ÷ ÷ ø ö ç ç è æ × + × - = ÷ ÷ ø ö ç ç è æ × - × ÷ ÷ ø ö ç ç è æ × - = ÷ ÷ ø ö ç ç è æ × - × ÷ ÷ ø ö ç ç è æ × - = ( ) 1 1 2 1 2 273 950 1 273 1200 1 K mol cal 987 . 1 32900 1 1 t mol cal EXP t T T R Q EXP t × ú û ù ê ë é ÷ ø ö ç è æ + - + ÷ ÷ ø ö ç ç è æ × - = × ú û ù ê ë é ÷ ÷ ø ö ç ç è æ - ÷ ø ö ç è æ - = hs hs t 95 . 9 1 95 . 9 2 = × » 3 3 10 2 cm H de atomos × 3 16 d L F × × × = p s ( ) N m m Pa L d F 76 . 138 15 . 0 16 00635 . 0 10 414 16 3 6 3 » × × × × = × × × = p p s ( ) ( ) [ ] h t R T r o log 20 10 3 + × × - ( ) ( ) [ ] h t K T r log 20 10 3 + × × - ( ) [ ] ( ) [ ] [ ] ( ) [ ] 048 . 19 43800 log 20 273 500 10 log 20 10 3 3 » + × + × = + × × - - r r t h t K T ( ) K mol cal 987 . 1 × = R
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