Lista de Exercícios 1

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LISTA DE EXERCÍCIOS – MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO DE ENGENHARIA 
1. Como se divide e qual o critério no estudo da estrutura de um material? 
2. Em que estaria baseada a mudança de propriedades de um mesmo material fabricados por 
 diferentes processos? 
3. Dê dois exemplos que evidenciam a relação entre estrutura e propriedades dos materiais. 
4. A partir de um material de sua escolha, dê duas aplicações para o mesmo e descreva as 
 propriedades de interesse em cada aplicação. 
5. Quais são os critérios para a seleção de um material para determinada aplicação. 
6. Determine os índices de Miller das direções mostradas na célula unitária cúbica abaixo: 
 
7. Determine os índices de Miller dos planos mostrados na célula unitária cúbica abaixo: 
 
8. Considere as células unitárias abaixo e esboce-as: 
Cúbica simples (CS) 
Cúbica de corpo centrado (CCC) 
Cúbica de face centrada (CFC) 
a) Calcule o número de átomos por célula unitária. 
b) Calcule a relação entre o parâmetro de rede a e o raio atômico r de cada uma delas. 
c) Calcule o fator de empacotamento atômico de cada uma delas 
9. Determine o raio do maior átomo que pode se localizar nos interstícios do Fe CCC sem 
 deformação sendo que o centro do maior interstício está localizado a ½, ¼, 0. 
10. O ródio tem um raio atômico de 1,345 Å, massa atômica de 102,91g e densidade de 
 12,41g/cm3. Determine se sua estrutura cristalina é CCC ou CFC. 
 
11. Determine os índices para o plano mostrado na célula unitária hexagonal mostrada abaixo: 
 
12. O metal irídio possui uma estrutura cristalina CFC. Se o ângulo de difração para o conjunto 
 de planos (2,2,0) ocorre a 69,22o (reflexão de primeira ordem) quando é usada radiação X 
 monocromática com comprimento de onda de 0,1542 nm, calcule: 
 
a) O espaçamento interplanar para este conjunto de planos. 
b) O raio atômico para o átomo de irídio 
 
13. Para cada tipo de discordância em aresta, espiral e mista, cite a relação entre a direção da 
 tensão cisalhante aplicada e a direção do movimento da discordância. 
 
14. Um grão cristalino de alumínio em uma chapa de metal é orientado de forma que uma 
 carga de tração seja orientada ao longo da direção cristalográfica [1,1,1]. Se a tensão 
 aplicada for 0,5 MPa, qual será a tensão crítica resolvida (τ) ao longo da direção 
 [1,0,1] dentro do plano (1,1,1)? 
 
15. Considere uma parte do diagrama isomorfo Cu-Ni (figura a seguir), especificamente para 
 uma liga com 35%Ni-65%Cu, que é resfriada a partir de 1300°C (ponto a). 
 
a) Identifique as fases presentes nos pontos a, b, c, d e e. 
b) Qual é a temperatura e a composição da 1ª fase sólida? Mostre no diagrama. 
c) Qual é a composição e as quantidades relativas das fases no ponto c? 
d) Qual é a temperatura e a composição do último líquido remanescente? 
e) Qual é a composição das fases no ponto e? 
αααα(43%Ni)
 
16. Considere o diagrama de fases Fe-C (figura a seguir). Para um aço com composição de 
 1,5%C: 
a) Cite as fases presentes e suas composições nas temperaturas de 1100oC, 800oC, um 
pouco acima do patamar eutetóide e um pouco abaixo deste. 
b) Determine as quantidades relativas das fases para as temperaturas acima. 
c) Qual é a fase pró-eutetóide? 
d) Quantos % de perlita e de fase pró-eutetóide se formam? 
 
17. O ródio possui um raio atômico de 0,1345 nm e uma densidade de 12,41 g/cm3. Determine 
se ele possui uma estrutura cristalina CFC ou CCC. 
 
18. O metal irídio possui uma estrutura cristalina CFC. Se o ângulo de difração para o conjunto 
de planos (220) ocorre a 69,22º (n = 1) quando é usada uma radiação X com λ = 0,1542 
nm, calcule: (a) o espaçamento interplanar para este conjunto de planos e (b) o raio 
atômico para o átomo de irídio. 
19. Uma barra de aço com 100 mm de comprimento e que possui uma secção reta quadrada 
com 20 mm de aresta é puxada em tração com uma carga de 89.000 N, e experimenta um 
alongamento de 0,10 mm. Admitindo que a deformação seja inteiramente elástica, calcule 
o módulo de elasticidade deste aço. 
20. Para uma liga de latão, as seguintes tensões de engenharia produzem as correspondentes 
deformações plásticas de engenharia antes do empescoçamento: 
Tensão de engenharia (MPa) Deformação de Engenharia 
235 0,194 
250 0,296 
Encontre os valores de n e K e calcule a tensão de engenharia que provoque uma 
deformação de engenharia de 0,25. 
21. Um monocristal de Zn está sendo tracionado com a normal ao seu plano basal (0001) a 
60º em relação à direção de carregamento e com a direção de escorregamento [1120] a 
40º em relação à direção de carregamento. 
(a) Qual é a tensão resolvida crítica agindo na direção de escorregamento quando a 
tensão de tração for igual a 0,690 MPa? 
(b) Qual a tensão de tração necessária para que a tensão resolvida crítica atinja um valor 
igual a 0,94 MPa? 
22. Uma zircônia parcialmente estabilidade possui 4 %p CaO. Este produto contém alguma 
quantidade de uma fase monoclínica junto com uma fase cúbica, que é a base da zircônia 
completamente estabilizada. Calcule o percentual em moles de cada uma das fases 
presentes à temperatura ambiente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
23. Da figura abaixo, calcule o módulo de elasticidade do material, a tensão limite de 
escoamento e a porcentagem de deformação que o material sofrerá depois de fraturado. 
 
24. Usando a lei de Bragg, calcule os ângulos de difração (2θ) para os primeiros três picos do 
padrão de difração do alumínio em pó, mostrado na figura a seguir.