Avaliação Final (Discursiva) - Individual (Cod 889695)

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Avaliação Final (Discursiva) - Individual (Cod.:889695)
Práticas de Materiais e Tratamento Térmico (19053)
Prova: 74821333 / Período para responder: 17/11/2023 - 15/12/2023
1- A têmpera tem como objetivo a obtenção da martensita. A formação da martensita tem como resultado prático o aumento do limite de resistência à tração do material, além do aumento da dureza. Neste contexto, disserte sobre os mecanismos envolvidos no processo de têmpera e na obtenção da estrutura martensítica.
A têmpera é um processo de tratamento térmico utilizado para obter a estrutura martensítica em materiais metálicos. Durante a têmpera, o material é aquecido acima da temperatura crítica, chamada de temperatura de austenitização, e depois resfriado rapidamente em um meio de resfriamento como água, óleo ou ar. Esse resfriamento rápido impede a transformação da austenita em estruturas menos desejáveis como ferrita e perlita. Em vez disso, a austenita é suprimida e a martensita é formada por meio de um mecanismo chamado de transformação martensítica.
Essa transformação envolve o rearranjo dos átomos de ferro para formar uma estrutura cristalina tetragonal centrada no corpo. A transformação martensítica é caracterizada por um alto grau de deslocamento atômico, resultando em um material altamente endurecido. A taxa de resfriamento durante a têmpera é crucial para obter a estrutura martensítica, pois um resfriamento muito lento ou muito rápido pode levar à formação de outras fases ou a tensões e rachaduras excessivas.
A composição química do material também influencia a formação da martensita, sendo que elementos de liga como carbono, cromo e molibdênio aumentam sua estabilidade e melhoram suas propriedades mecânicas.
Em resumo, a têmpera é um processo de tratamento térmico utilizado para obter a estrutura martensítica em materiais metálicos. A formação da martensita ocorre por meio da transformação martensítica, resultando em um material com alta dureza e resistência mecânica adequado para aplicações que requerem essas propriedades.
2- O ferro é um elemento cujo reticulado cristalino é cúbico. Além disso, esse elemento se caracteriza por apresentar o fenômeno da alotropia, também conhecida por polimorfismo, que consiste na capacidade de um elemento apresentar diferentes formas cristalinas, para uma mesma composição. As diferentes fases do Fe estão intrinsecamente relacionadas à temperatura em que ele se encontra. Nesse contexto, disserte sobre a alotropia do Fe e seus alótropos mais importantes.
A alotropia do ferro é um fenômeno interessante que se refere à capacidade do elemento de existir em diferentes formas cristalinas, conhecidas como alótropos, dependendo da temperatura em que se encontra. Os três alótropos mais importantes do ferro são o ferro alfa (α-Fe), o ferro gama (γ-Fe) e o ferro delta (δ-Fe).
Em temperaturas abaixo de 912°C, o ferro possui uma estrutura cristalina cúbica de corpo centrado e é conhecido como ferro alfa. Nessa forma, os átomos de ferro estão organizados em uma estrutura ordenada, proporcionando ao ferro propriedades magnéticas. O ferro alfa é a forma mais estável e comum do ferro em condições normais.
À medida que a temperatura aumenta, o ferro sofre uma transformação para a forma gama, que possui uma estrutura cristalina cúbica de face centrada. O ferro gama é menos denso do que o ferro alfa e apresenta uma menor magnetização. Essa forma de ferro é estável em temperaturas entre 912°C e 1392°C.
Acima de 1392°C, o ferro sofre uma nova transformação, tornando-se ferro delta. O ferro delta possui uma estrutura cristalina cúbica de corpo centrado, semelhante ao ferro alfa. No entanto, o ferro delta é menos denso que o ferro alfa e possui propriedades magnéticas semelhantes ao ferro gama.
No entanto, vale ressaltar que a alotropia do ferro não se limita apenas a essas três formas. Em alta pressão, o ferro também pode existir em outras formas cristalinas, como o ferro epsilon e o ferro zeta. Essas formas são encontradas no núcleo da Terra, onde as condições de temperatura e pressão são extremas.
Em resumo, a alotropia do ferro é um fenômeno fascinante que demonstra a capacidade do elemento de existir em diferentes formas cristalinas, dependendo da temperatura e pressão. O ferro alfa, gama e delta são os principais alótropos do ferro em condições normais, cada um com suas próprias características e propriedades físicas.
Até a temperatura de 912 °C, o ferro está cristalizado em uma estrutura cúbica de corpo centrado, com átomos de ferro nos vértices e no centro da célula, chamado de ferro alfa. 
Na temperatura de 768 °C, ocorre a mudança de fase do ferro alfa para o ferro beta, que é caracterizada por um desprendimento de energia e a perda da propriedade magnética. Essa temperatura é conhecida como ponto Curie. A partir de 912 °C até 1.394 °C, a estrutura do ferro é cúbica de face centrada, com átomos nos vértices e no centro das faces de um cubo, chamada de ferro gama. Após 1.394 °C até a temperatura de fusão, 1.538 °C, o ferro volta a ter uma estrutura cúbica de corpo centrado, idêntica àquela da faixa até 912 °C, sendo denominada de ferro delta.