Portfolio CM v2.1 THIAGO ALEXANDRE ALVES DE DE ASSUMPCAO

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Disciplina Ciência dos Materiais 
Portfólio Tratamentos térmicos e mecanismos de endurecimento de materiais metálicos 
 
OBJETIVO 
Capacitar o aluno no entendimento dos conceitos relacionados ao processo de aumento da resistência 
dos materiais por meio de tratamentos térmicos, encruamento etc. 
 
ORIENTAÇÃO 
Fique atento: 
 Este portfólio poderá ser feito, no máximo, em DUPLA e TODOS devem postar; 
 Não serão aceitos portfólios impressos e/ou fora do prazo; 
 Os portfólios deverão ser postados via portal ENIAC. Não serão aceitos portfólios por e-mail. 
 O critério de avaliação se baseará na capacidade do aluno em realizar pesquisa, entender o 
conteúdo e ser capaz de responder as questões propostas neste trabalho. 
 Para este trabalho, os livros propostos são: 
■ CALLISTER JR., William D. Fundamentos da Ciência e Engenharia dos Materiais: Uma 
abordagem integrada. 2. ed. São Paulo: LTC, 2006. 
■ SHACKELFORD, James F. Ciência dos Materiais, 6. ed. São Paulo: Pearson, 2008. 
■ CHIAVERINI, Vicente. Aços e Ferros Fundidos, 7. ed. São Paulo: ABM, 2005. 
■ VAN VLACK, L. H. Princípios de Ciência dos Materiais, 3. ed. São Paulo: Blucher, 1970. 
■ ASKELAND, Donald R. Ciência e Engenharia dos Materiais. São Paulo: Cengage Learning, 
2008. 
■ Link para vídeo-aulas: https://goo.gl/jqfpB6 
 
ESTUDO PROPOSTO 
Com base na bibliografia proposta, estude a respeito dos seguintes tópicos: 
● Defeitos cristalinos e suas influências nas propriedades mecânicas dos metais; 
● Mecanismos de endurecimento de materiais metálicos (têmpera, precipitação, trabalho a 
frio/quente); 
● Tratamentos térmicos e suas finalidades na indústria metalúrgica (Revenimento, esferoidização, 
recuperação, recristalização, crescimento do grão etc.). 
 
 
 
 
ATIVIDADE A SER ENTREGUE 
Com base nos estudos, responda as 5 questões a seguir: 
1. (2,0) Em materiais cristalinos é comum o surgimento de defeitos, que podem ser classificados em 
pontuais, lineares ou volumétricos. Qual(is) o(s) mecanismo(s) de formação de defeitos lineares? 
Como essas discordâncias afetam a resistência do material? (escreva no máximo 6 linhas) 
2. (2,0) Uma barra cilíndrica de cobre de diâmetro inicial igual a 26,0 mm sofreu uma deformação 
plástica a frio, sendo o diâmetro final depois da deformação igual a 23,25 mm. 
(a) Determine o grau de deformação em % de redução de área (%TF - Trabalho a Frio). 
(b) Estime, utilizando os gráficos abaixo, o limite de escoamento e a ductilidade deste metal 
depois da deformação a frio. 
 
3. (2,0) Como a precipitação de uma segunda fase em materiais cristalinos é um processo ativado 
termicamente, uma expressão de Arrhenius pode ser usada para estimar o tempo exigido para 
alcançar a dureza máxima. Como uma primeira aproximação, você pode tratar 𝑡𝑚𝑎𝑎−1 como uma 
“taxa”, onde 𝑡𝑚𝑎𝑎 é o tempo para alcançar a máxima dureza. Para determinada liga de alumínio, 
𝑡𝑚𝑎𝑎 é de 40 horas a 100 °C e somente 2 horas a 180 °C. Use a Equação dada abaixo para calcular 
a energia de ativação (em Joules) para esse processo de precipitação. Considere R = 8,31 J/mol.K e 
as temperaturas em Kelvin. 
𝑡𝑡𝑡𝑡 = 𝐶. 𝑒−𝑄/𝑅𝑅 
4. (2,0) Uma vareta de Aço 1040 cilíndrica com raio de 11 mm é estirada através de uma matriz de 8,8 
mm de raio. Qual é a porcentagem resultante de trabalho a frio? Sabendo que durante o 
procedimento de trabalho a frio, a peça acumula muitas tensões e com base nos gráficos do 
exercício 2, qual deve ser o limite de escoamento e a ductilidade do aço trabalhado a frio? Explique o 
que poderia acontecer com a vareta, caso o trabalho a frio continuasse para a dimensão de 8,5 mm 
de raio sem o devido tratamento térmico, já que a curva da ductilidade do Aço 1040 termina em 
~38%. (escreva no máximo 6 linhas). 
 
 
5. (2,0) Na figura a seguir, o tratamento de recozimento está dividido em três regiões, a recuperação, a 
recristalização e o crescimento do grão, associando-os aos efeitos causados na ductilidade e no 
limite de resistência à tração do material e também às temperaturas de transição entre cada tipo de 
tratamento. Faça uma estimativa do tamanho do grão, da ductilidade e da resistência à tração do 
material tratado nas temperaturas de 400, 500 e 600 °C. 
 
 
CONCLUSÃO / PARECER 
Apresente sua conclusão sobre os assuntos abordados no trabalho e qual a contribuição desses 
conhecimentos para a sua carreira em Engenharia.