PCM RESOLUÇÃO ATIVIDADES ASSUNTO 4

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SOCIEDADE UNIVERSITÁRIA REDENTOR 
FACULDADE REDENTOR 
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA, CIVIL, PRODUÇÃO 
 "Princípio de Ciências dos Materiais - PCM" 
 ATIVIDADE 4 
Prof. DSc. Valtency Ferreira Guimarães 
 
 
Questão 1. Sobre o que foi estudado sobre a Solidificação de Metais, analise as afirmativas abaixo e assinale a 
INCORRETA: 
a) Durante a solidificação, todas as transições são caracterizadas por mudanças nas propriedades dos materiais. 
b) A solidificação de metais é um fenômeno de grande importância tecnológica, se caracterizando por ser uma transição 
do estado líquido para o estado sólido. 
c) O controle, da homogeneidade, do tamanho e forma do grão e da integridade do material solidificado pode ser feito 
pelo controle das velocidades de nucleação e de crescimento de fases. 
d) A solidificação de um lingote metálico (um lingote de aço, por exemplo), é frequentemente utilizada para se 
descrever, em linhas gerais, o fenômeno da solidificação. As primeiras partes do lingote de um metal puro a se 
solidificarem estão mais afastadas das paredes do molde. 
e) O primeiro material que se solidifica, junto à parede do molde, apresenta granulação fina e os grãos têm orientações 
cristalográficas aleatórias. Esta região é denominada zona coquilhada. 
 
Questão 2. Sobre o que foi estudado sobre a Solidificação de Metais, analise as afirmativas abaixo e assinale a 
CORRETA: 
a) Após a etapa de recristalização, os grãos livres de deformações continuarão a crescer se o material for deixado em 
uma temperatura elevada, num fenômeno conhecido como crescimento de grão. Neste processo de modificação 
microestrutural, o crescimento de grão ocorre pela difusão dos seus contornos. 
b) A etapa de crescimento de grão somente ocorre após as etapas de recuperação e recristalização do material. 
c) O tamanho médio dos grãos é influenciado pela temperatura de tratamento térmico, mas não pelo tempo. 
d) Na etapa de crescimento de grão, à medida que os grãos aumentam de tamanho a área total dos contornos de grão 
diminui. 
e) Na etapa de crescimento de grão, nem todos os grãos aumentam de tamanho, porém os grãos maiores crescem à custa 
dos menores, que diminuem. 
 
Questão 3. Sobre o fenômeno universal de grande importância científica e tecnológica, e que caracteriza uma transição 
de estado, assinale a alternativa INCORRETA: 
a) O controle adequado da velocidade de solidificação é uma ferramenta tecnológica essencial para se melhorar e obter 
novas propriedades como, por exemplo, a purificação de materiais. 
b) A importância da solidificação é notável em metais e ligas metálicas, mas os seus princípios podem ser usados em 
qualquer material, como polímeros, vidros, biomateriais, etc. 
c) A solidificação de um lingote metálico é frequentemente utilizada para se descrever, em linhas gerais, o fenômeno de 
solidificação. 
d) As primeiras partes do lingote de um metal puro a se solidificarem estão próximas das paredes do molde, que 
prontamente conduzem para fora o calor. 
e) Como na solidificação a maioria dos líquidos puros se dilata, a transformação do líquido no centro do lingote leva à 
formação de vazios. 
 
 
Questão 4. Um estudante de Engenharia, ao estudar o fenômeno da solidificação dos metais, fez a seguinte afirmativa: 
“A solidificação é um fenômeno de grande importância científica e tecnológica. Ela se caracteriza por ser uma 
transição do estado sólido para o líquido. Todas as transições são caracterizadas por mudanças bruscas nas 
propriedades dos materiais; isto se deve ao fato que os átomos no estado líquido possuem menos mobilidade do que os 
átomos no estado sólido. Então, o controle do tamanho e forma do grão, da homogeneidade e da integridade do 
material solidificado, pode ser feito pelo controle das velocidades de nucleação e de crescimento de fases.” 
O professor analisou a afirmativa e verificou que ela continha erros. Aponte os erros cometidos pelo estudante. 
Estão destacados no texto os erro cometidos. 
 
Questão 5. A Solidificação é um fenômeno universal de grande importância científica e tecnológica. Na solidificação 
todas as transições são caracterizadas por mudanças bruscas nas propriedades dos materiais. Com relação à solidificação, 
faça um comentário sobre a zona coquilhada e a zona colunar que se formam durante a solidificação de metais colocados 
em um molde. 
As primeiras partes do lingote de um metal puro a se solidificarem estão próximas das paredes do molde, que 
prontamente conduzem para fora o calor, e têm granulação fina e os grãos têm orientações cristalográficas aleatórias (ao 
acaso); esta região é denominada zona coquilhada. Em seguida, é o topo do lingote que se solidifica, consequentemente, 
o líquido restante ficará envolvido pelo sólido. Este calor deve ser conduzido para fora, através das paredes do molde, 
sendo o fluxo de calor sempre perpendicular à superfície das paredes. O material do interior do lingote resfria-se mais 
lentamente e a solidificação ocorre em temperatura mais alta. Os grãos próximos à superfície crescem para dentro na 
direção contrária do fluxo de calor, que flui para fora. Os cristais se tornam maiores que os da zona coquilhada, e 
alongados, com os comprimentos maiores paralelos à direção do fluxo de calor (normais às paredes do molde). Esta 
região é denominada zona colunar. Os grãos colunares não são orientados aleatoriamente. 
 
Questão 6. A Solidificação é um fenômeno universal de grande importância científica e tecnológica. A solidificação é 
uma transição de estado, de líquido para sólido; todas as transições são caracterizadas por mudanças bruscas nas 
propriedades dos materiais. 
Com relação à solidificação, foi apresentada em sala de aula uma figura como a apresentada que ilustra de forma 
qualitativa a influência da temperatura na solidificação para uma liga metálica qualquer. 
 
Questão 8. Com relação à solidificação, foi apresentado em sala de aula uma figura que ilustrou, de forma qualitativa, a 
influência da temperatura na solidificação para uma liga metálica qualquer. Nesta figura foi possível observar também a 
variação de duas propriedades mecânicas em função da temperatura. 
 
Após observar figura um estudante de Engenharia fez a seguinte afirmativa: "É possível perceber as etapas de 
recuperação, recristalização e crescimento de grão. Este último é o processo pelo qual o tamanho médio de grão aumenta 
continuamente durante o resfriamento feito no tratamento térmico. Os grãos livres de deformação continuarão a crescer, 
se o material for deixado a uma temperatura baixa." 
Existe algum ponto da afirmativa do estudante que você não concorda? Corrija-o se necessário. 
Estão destacados no texto os erro cometidos. 
 
Questão 7. Com relação à solidificação, foi apresentado em sala de aula uma figura como a mostrada abaixo que ilustra 
de forma qualitativa a influência da temperatura na solidificação para uma liga metálica qualquer. 
 
Nesta figura é possível perceber as etapas de recuperação, recristalização e crescimento de grão, devidamente discutidos 
em sala. Faça um comentário sobre a etapa de crescimento de grão. 
O crescimento de grão é o processo pelo qual o tamanho médio de grão aumenta continuamente durante o tratamento 
térmico. Os grãos livres de deformação continuarão a crescer, se o material é deixado a uma temperatura elevada. Este 
crescimento não precisa ser precedido por processos de recuperação e recristalização. 
 
Sobre o que foi discutido sobre esta figura, explique o papel das deslocações nas etapas de recuperação e 
recristalização. 
As deslocações se movem de modo a cancelar os campos de tensão delongo alcance. Este processo, chamado 
recuperação, necessita de uma energia de ativação mais elevada que aquela requerida para a aniquilação de defeitos 
puntiformes e, portanto, só ocorre em temperaturas mais altas. Em temperaturas ainda mais elevadas, a alta densidade 
de deslocações é fortemente reduzida pela nucleação e crescimento de novas fases do material. Este processo, chamado 
recristalização, elimina completamente os efeitos da deformação plástica.