Lista de exercício AV1 Calculo 3

Prévia do material em texto

Lista de Exercício 
Materiais de Construção Mecânica – AV1 
 
1. Descreva as principais diferenças entra as ligações Iônicas, Covalentes e Metálica. 
 
2. Por que os materiais em que predomina a ligação do tipo covalente possuem, em geral, 
menor densidade que aqueles em que predomina a ligação metálica ou a ligação iônica? 
 
3. Explique por que quando em solução aquosa, ou seja, quando dissolvidos em água os 
compostos iônicos conduzem bem a corrente elétrica. 
 
4. Na sua forma pura, a maioria das substâncias covalentes não conduz corrente elétrica, isto 
é, comportam-se como isolante. Uma exceção é a grafita, que conduz corrente elétrica. Por que? 
 
5. Explique a capacidade dos sólidos metálicos serem bons condutores térmicos e elétricos. 
 
6. Qual a diferença entre uma estrutura cristalina e um sistema cristalino? 
 
7. O ferro α possui uma estrutura cristalina CCC, um raio atômico de 0,124 nm, e um peso de 
55,85 g/mol. Calcule e compare a sua densidade com o valor experimental encontrado na literatura. 
7,87 g/cm3. 
Número de Avogadro (𝑁𝐴 = 6,023 𝑥 10
23 á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠/𝑚𝑜𝑙) 
 
8. Mostre que o fator de empacotamento atômico para a estrutura cristalina CCC vale 0,68. 
 
9. Calcule o raio de um átomo de paládio, dado que o Pd tem uma estrutura cristalina CFC, 
uma massa específica 12,0 g/𝑐𝑚3 e um peso atômico de 180,9 g/mol. 
 
10. Sabendo-se que a deformação de cristais ocorre pelo escorregamento de planos de alta 
densidade e que as estruturas CFC e HC possuem o mesmo FEA de 0,74. Por que os metais 
HC são tipicamente mais frágeis que os CFC? 
 
11. A tabela abaixo apresenta o raio atômico, a estrutura cristalina, a eletronegatividade e as 
valências mais comuns para vários elementos; para aqueles que não são metais, apenas o 
raio atômico estão indicados. 
 
 
 
 
Com quais desses elementos seria esperada a formação do seguinte tipo de composto com o Níquel. 
 
a. Uma solução sólida substitucional com solubilidade completa? 
b. Uma solução sólida substitucional com solubilidade incompleta? 
c. Uma solução sólida intersticial 
 
12. Em condições de equilíbrio, qual é o número de lacunas em 1 m3 de cobre a 1000ºC? 
Dados: 
massa atômica do Cu: 63,5 g/mol 
densidade do Cu (a 1000 ºC): 8,4 g/cm3 
energia de ativação para formação de uma lacuna: QL = 0,9 eV / átomo de Cu 
constante de Boltzmann: k = 8,614 x 10 -5 eV / K 
 
 
13. Defina os defeitos que podem estar presentes em um sólido cristalino. 
 
14. Elementos de liga influenciam significativamente a resistência mecânica de um material. 
Porquê? 
 
 
15. Descreva os dois tipos fundamentais de discordâncias? Cite as orientações entre as linhas de 
discordância e o vetor de Burgers. 
 
16. Qual é o efeito nas propriedades mecânicas de um material metálico quando se dificulta o 
movimento das discordâncias? 
 
17. Descreva os tipos de mecanismos de endurecimento. Não se esqueça de explicar como as 
discordâncias estão envolvidas em cada uma das técnicas de endurecimento. 
 
18. O que é recuperação, recristalização e crescimento de grão? Descreva esses fenômenos. 
 
19. É esperado que materiais cerâmicos apresentem recristalização? Justifique. 
 
20. Explique por que contornos de grão de baixo ângulo não são tão efetivos na interferênc ia 
com o processo de escorregamento. 
 
21. Com base nas figuras abaixo, explique o posicionamento dos átomos de impureza interstic ia l 
e substitucional na vizinhança de uma discordância. 
 
 
 
 
 
(a) (b) 
 
 
22. Por que as ligas metalicas são mais resistentes que os metais puros? 
 
23. Determine no diagrama de fases a série de pontos a, b, c, d, e. Em cada caso indique as fases 
e composições presentes e a quantidade de cada fase e constituinte. 
 
 
 
 
 
24. Uma prata de lei, uma liga contendo aproximadamente 90% de prata e 10% de cobre 
é aquecida nas temperaturas 600, 800 e 11000C. Determine as fases presentes e suas 
 proporções em cada uma das temperaturas. 
 
 
 
25. Com base no diagrama Fe-C, especifique as temperaturas e composições das reações 
peritética, eutética e eutetóide. 
 
26. Quais são as principais fases que podem estar presentes nos aços a temperatura ambiente, se 
resfriados lentamente? Cite as principais propriedades mecânicas dessas fases. 
 
Considerando o diagrama Fe-C para teores de até 6,7% responda as questões 27, 28 e 29 
 
 
27. a)Uma liga binária Fe-C com 4,7% em peso de carbono sofrerá um esfriamento lento e, ao 
atingir a temperatura de 1.147 oC, se solidificará totalmente. Nessas condições, tal liga será 
composta por: ____________________________________ 
b) Entre 0,77% e 2,11%, as ligas de ferro-carbono são constituídas, à temperatura ambiente 
de: __________________________________ 
 
28. Para o diagrama Fe-C, associe as características da liga com seu teor de carbono 
correspondente. 
 
I - Solubilidade máxima de carbono no ferro gama 
II - Composição do aço eutetóide 
III - Solubilidade máxima de carbono no ferro alfa 
IV - Composição eutética da liga 
 
 
As associações corretas são: 
(A) I - Q , II - S , III - T , IV - P 
(B) I - R , II - P , III - S , IV – T 
(C) I - S , II - P , III - Q , IV - R 
(D) I - S , II - Q , III - P , IV – R 
(E) I – T, II – Q, III – P, IV – S 
 
 
 
 
P - 0,02% de C 
Q - 0,77% de C 
R - 4,30% de C 
S - 2,11% de C 
T - 6,67% de C 
29. Considere que houve esfriamento lento de um aço com 1,0% em peso de carbono, desde a 
temperatura de 1.000°C até atingir a temperatura de 727°C, quando esse aço se tornou 
composto por: 
 
(A) cementita e austenita residual com teor de carbono de 0,022%p, sendo a austenita remanescente 
transformada bruscamente em ferrita. 
(B) cementita e austenita residual com teor de carbono de 0,76%p, sendo a austenita remanescente 
transformada bruscamente em perlita. 
(C) ferrita e austenita residual com teor de carbono de 0,022%p, sendo a austenita remanescente 
transformada bruscamente em perlita. 
(D) ferrita e perlita residual com teor de carbono de 0,76%p, sendo a perlita remanescente 
transformada bruscamente em cementita. 
(E) perlita e austenita residual com teor de carbono de 0,3%p, sendo a austenita remanescente 
transformada bruscamente em cementita 
 
30. Calcule a proporção de ferrita e perlita no ponto “f” desta liga hipoeutetóide. Admitir 
Co=0,35%. 
Dica: nesse caso passe duas linhas verticais. Uma no ponto eutetóide e outra na composição 
limite da fase alfa. 
 
 
 
31. Descreva sucintamente a fase martensita. 
 
 
 
32. Usando o diagrama de transformação (TTT) por resfriamento contínuo para a liga ferro-
carbono, indique nas 3 curvas de resfriamento contínuo as microestruturas formadas? 
 
 
 
 
 
Olhar o restante dos diagramas que foram explicados em sala de aula. 
 
 
 
 
 
Bons Estudos!!!