Propriedades de Materiais Metálicos

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1. Mostre que o fator de empacotamento atômico para a estrutura CCC é de 0,68.
2. Mostre que o fator de empacotamento atômico para a estrutura HC é de 0,74.
3. Se o raio atômico do chumbo (CFC) é de 0,175 nm, calcule o volume de sua célula unitária em metros cúbicos.
4. Defina ductilidade, limite de escoamento, limite de resistência à tração, módulo de elasticidade e tenacidade.
DUCTILIDADE PODE SER OBTIDA TRACANDO-SE, A PARTIR DO PONTO ONDE OCORRE A FRATURA, UMA PARALELA Á RETA QUE CORRESPONDE A REGIÃO DE DEFORMAÇÃO.
A TENACIDADE É ESTIMADA PELA ÁREA DA CURVA TENSÃO ENG. DEFORMAÇÃO DE ENG. ATE O PONTO DE FRATURA.
MODULO DE ELASTICIDADE PODE SER CALCULADA PELA INCLINAÇÃO DA PORÇÃO LINEAR DA CURVA TENSÃO ENG.
LIMITE DE RESISTENCIA Á TRAÇÃO PONTO DE MAXIMO TENSÃO NA CURVA TENSÃO DE ENG.
5. Uma barra de alumínio com 125 mm de comprimento e que possui uma seção transversal quadrada com 16,5 mm de aresta é tracionada com uma carga de 66700N e apresenta um alongamento de 0,43 mm. Assumindo que a deformação seja inteiramente elástica, calcule o módulo de elasticidade do alumínio. 
6. Um bastão cilíndrico de aço (E=207GPa) que possui um limite de escoamento de 310 MPa deve ser submetido a uma carga de 11100N. Se o comprimento do bastão é de 500 mm, qual deve ser o seu diâmetro para permitir um alongamento de 0,38 mm.
7. (a) Liste as 4 classificações dos aços; (b) Para cada classificação, descreva 2 propriedades mecânicas e aplicações típicas.
BAIXO CARBONO – SEM RESPOSTA A TRATAMENTO DE CALOR RELATIVOS MACIOS E FRACOS. APLICAÇÕES – CARROCERIAS DE AUTOMOVEIS, FORMAS ESTRUTURAIS, TUBULAÇÕES .
AÇO – TRATÁVEL TERMICAMENT, COMBINAÇÕES RELATIVAMENTES GRANDES DE CARACTERISTICAS. APLICAÇÕES – RODAS FERROVIARIAS E TRILHOS, ENGRANAGENS, VIRABREQUIM
AÇOS DE ALTA LIGA (AÇO E FERRAMENTA): DUROS E RESISTENTE A CORROSÃO EM UM GRANDE VARIEDADES DE AMBIENTES. APLICAÇÕES – FERRAMENTAS DE CORTES, BROCAS, TALHERES, PROCESSAMENTOS DE ALIMENTOS.
8. (a) Cite 3 razões por que as ligas ferrosas são tão largamente utilizadas; (b) Cite 3 características das ligas ferrosas que limitam sua utilização.
MINÉRIOS DE FERRO EXISTEM EM QUANTIDADES ABUNDANTES. A EXTRAÇÃO ECONÔMICA, REFINO E TÉCNICAS DE FABRICAÇÃO ESTÃO DISPONIVÉIS. AS LIGAS PODEM SER ADAPTADOS PARA TER UM AMPLA GAMA DE PROPRIEDADES.
ELES SÃO SUSCETÍVEIS Á CORROSÃO. TÊM UMA DENSIDADE RELATIVAMENTE ELEVADA. ELES TÊM RELATIVAMENTE BAIXOS DE CONDUTIVIDADE ELÉTRICA.
9. Compare os ferros fundidos branco e nodular em relação à:
(a) obtenção (taxa de resfriamento e/ou inoculantes)
BRANCO DE FERRO – 2,5 PARA 4,0% EM PESO DE C E MENOS DE 1,0% EM PESO DE Si. NENHUM TRATAMENTO DE CALOR, NO ENTANTO, RESFRIAMENTO É RÁPIDO DURANTE A SOLIDIFICAÇÃO
FUNDIDO NODULAR – 2,5 PARA 4M0% EM PESO DE C, 1,0 A 3,0% EM PESO DE Si, E UMA PEQUENA QUANTIDADE DE Mg OU Ce. UM TRATAMENTO TÉRMICO A CERCA DE 700°C PODE SER NECESSARIO PARA PRODUZIR UMA MATRIZ FERRÍTICA.
(b) microestrutura
FERRO BRANCO- HÁ REGIÕES DA CEMENTITA INTERCALADOS DENTRO DE PERLITA
FERRO FUNDIDO NODULAR – NÓDULOS DE GRAFITE SÃO INCORPORADOS EM UMA MATRIZ DE FERRITA OU PERLITA
(c) 2 características mecânicas
FERRO BRANCO – EXTREMAMENTE DURO E QUEBRADIÇO
FERRO FUNDIDO NODULAR – FORÇA MODERADA E DUCTILIDADE
10. Explique por que os aços inoxidáveis ferríticos e austeníticos não são tratáveis termicamente.
FERRÍTICOS E AÇOS INOXIDÁVEIS AUSTENTICOS NÃO SÃO TRATÁVEIS TECNICAMENTE UMA VEZ “TRATÁVEL TERMICAMENTE” É TOMADA PARA SIGNIFICAR QUE MARTENSITE PODEM SER FEITAS PARA FORMAR COM RELATIVA FACILIDADE SOBRE TÊMPERA AUSTENITE A PARTIR UMA TEMPERATURA ELEVADA
11. Quais são os 3 tipos de aços inoxidáveis mais comuns? Qual a diferença de composição química entre eles?
MANTENSÍTICOS (DUREZA ELEVADA, MENOR RESISTÊNCIA A CORROSÃO)
FERRÍTICOS (RESISTÊNCIA A CORROSÃO É MAIS BARATO NÃO CONTEM NIQUEL)
AUSTENÍTICOS (RESISTÊNCIA A CORROSÃO)
12. Qual o elemento mais importante para a “dureza a quente” que os aços para ferramentas devem apresentar? Além dele, cite mais 2 elementos importantes para essa característica.
13. Quais as 2 principais diferenças entre o aço baixo carbono comum e o aço HSLA?
ALTA RESISTENCIA MECÂNICA, TRATAMENTO TÉRMICO.
14.Cite uma impureza dos aços carbono e qual sua conseqüência.
FÓSFORO – FOI CONSIDERADO POR MUITO TEMPO UM ELEMENTO EXCLUSIVAMENTE NOCIVO, DEVIDO A FRAGILIDADE A FREIO QUE CONFERIR AOS AÇOS SOBRETUDO NOS AÇOS DUROS, DE ALTO CARBONO E QUANDO SEU TEOR ULTRAPASSA CERTOS LIMITES.
15. Cite 2 propriedades que são melhoradas quando são adicionados elementos de liga aos aços carbono.
AUMENTA A RESISTÊNCIA A TRAÇÃO
AUMENTA A RESISTÊNCIA A CORROSÃO
16. Explique por que os aços para molas devem apresentar as seguintes propriedades: elevada resistência à fadiga e elevado módulo de elasticidade.
ELEVADA RESISTÊNCIA Á FADIGA; PRATICAMENTE TODAS AS MOLAS FALHAM POR FADIGA, ORIGINANDO-SE A RUPTURA EM ALGUM PONTO DE CONCENTRAÇÃO DE TENSÕES, DEVIDO AS IMPERFEIÇÕES OU IRREGULARIDADE
MODULO ELASTICOS: NECESSÁRIO PARA SUPORTAR APRECIÁVEIS CARGAS SEM APRESENTAR DEFORMAÇÕES PERMANENTE
17. Defina usinabilidade e dê 2 fatores que influenciam nessa propriedade. Como podemos melhorar a usinabilidade de um aço?
é uma propriedade relacionada com a facilidade com que um material pode ser cortado de acordo com as dimensões, forma e acabamento superficial requeridos comercialmente.usinabilidade depende, desta forma, de uma série de fatores (qualidade, forma da ferramenta de corte, tipo e estado da máquina ferramenta ou operatriz, velocidade de avanço e profundidade de corte, fluido de resfriamento, etc.)
18. Dê 3 requisitos fundamentais que os aços para chapas devem conter. Explique por que.
19. Explique por que as propriedades de temperabilidade e resistência mecânica são fundamentais para os aços para ferramenta e matrizes.
TEMPERABILIDADE: É UM REQUISITO INDISPENSÁVEL, POIS UMA MAIOR PENETRAÇÃO DE DUREZA GARANTE PERFEITA UNIFORMIDADE DE CARACTERISTICAS MECÂNICAS. PARA OS AÇOS CARBONO COMUNS BASTA UMA PEQUENA ADIÇÃO DE COURO PARA SE OBTER UMA TEMPERABILIDADE COMPLETA A PEÇA.
RESISTÊNCIA MECÂNICA: É INDISPENSÁVEL VISTO QUE OS AÇOS PARA FERRAMENTAS E MATRIZES DEVEM APRESENTAR A CAPACIDADE DE SUPORTAR ESFORÇOS SEM O APARECIMENTO DE FALHAS OU DEFORMAÇÕES PERMANENTE.
20. O que é dureza a quente?
SÃO AÇOS PARA FERRAMENTAS E MATRIZES, ULTILIZADOS EM ALTA TEMPERATURA DEVIDO AO CALOR DAS PROPRIAS CONDIÇÕES DE SERVIÇOS. A DUREZA QUENTE É PROPRIEDADES QUE AÇO PDOEM APRESENTAR DE RETER ALTA DUREZA. Á TEMPERATURAS ELEVADAS.
21. Cite 2 motivos pelos quais os aços carbono ainda são utilizados nas indústrias de ferramentas.
CUSTOS BENEFICÍOS, POIS ALGUNS NOVOS MATÉRIAIS APRESENTAM EM VIDA DE FERRAMENTAS OU PRODUTIVIDADES SUPERIORES.
22. Dê 3 aplicações típicas dos aços para trabalho a quente, onde a temperatura de trabalho é um fator influenciador no seu desempenho.
FERRAMENTAS PARA FUNDIÇÃO, PUNÇÕES E MATRIZES DE FORJAMENTO
23. Qual é a função dos elementos de liga nos aços ferramenta?
OS ELEMENTOS DE LIGA EM AÇOS-FERRAMENTA (Cr, V , W e Mo) COMBINAM-SE COM O CARBONO PARA FORMAR COMPOSTOS MUITOS DUROS E RESISTENTES AO DESGASTE DO METAL DURO.