Lista_de_exerccios_P2 (2)

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2ª Lista de Exercícios MCM006 
Prof. Antonio Augusto 
IEM – UNIFEI 
 
Difusão 
1. Diferencie auto-difusão de interdifusão. 
 
2. Cite 2 razões pelas quais a difusão intersticial é normalmente mais rápida que a difusão por lacunas. 
 
3. Calcule a massa de Hidrogênio que passa a cada hora através de uma chapa de paládio com 5 mm de espessura e que possui 
uma área de 0,2 m² a 500 °C. Considere o coeficiente de difusão do hidrogênio no paládio como 1,0 x 10-8 m2/s, que as 
concentrações nos lados de alta e baixa pressão sejam de 2,4 e 0,6 kg de hidrogênio por metro cúbico de paládio, 
respectivamente, e que as condições de estado estacionário tenham sido atingidas. [2,6x10-3 kg/h] 
 
4. Uma chapa de ferro com estrutura CCC e 1 mm de espessura está exposta a uma atmosfera gasosa carbonetante em um de seus 
lados e a uma atmosfera a descarbonetante no outro lado a 725 °C. Após ter atingido a condição de estado estacionário o ferro 
foi rapidamente resfriado a temperatura ambiente. As concentrações de carbono nas duas superfícies da chapa foram 
determinadas como sendo de 0,0012 e 0,0075 %p. Calcule o coeficiente de difusão se o fluxo de difusão é de 1,4 x 10-8 kg/m2-s. 
[3,9x10-11 m2/s] 
 
5. Determine o tempo de carbonetação necessário para atingir uma concentração de carbono de 0,45 %p. em uma posição 2mm 
em direção ao interior de uma liga ferro-carbono contendo inicialmente 0,2 %p.C. A concentração na superfície é mantida em 
1,3 %p.C e o tratamento deve ser conduzido a uma temperatura de 1000 °C. [t=19,7h] 
 
6. Para uma liga de aço foi determinado que um tratamento térmico carbonetante com 10 h irá elevar a concentração de carbono 
de 0,45% em um ponto de 2,5 mm da superfície. Estime o tempo necessário para atingir a mesma concentração a uma posição 
de 5 mm da superfície para um aço idêntico e a mesma temperatura de carbonetacao. [t=40h] 
 
 
Propriedades Mecânicas 
7. Um corpo de prova de Al possui um a seção reta retangular de 10 mm x 12,7 mm é tracionado com uma força de 35,5 kN, 
produzindo apenas deformação elástica. Calcule a deformação resultante. 
 
8. Um corpo de prova cilíndrico feito de titânio possui módulo de elasticidade de 107 GPa e um diâmetro original de 3,8 mm irá 
experimentar somente deformação elástica quando uma carga de tração de 2kN for aplicada. Calcule o comprimento máximo 
do corpo de prova antes da deformação se o alongamento máximo admissível é de 0,42mm. [l0=250mm] 
 
9. Para uma liga de bronze, a tensão na qual a deformação plástica tem início é de 275 MPa e o módulo de elasticidade é de 115 
GPa. 
a. Qual é a carga máxima que pode ser aplicada a um corpo de prova com uma área de seção reta de 325mm² sem que ocorra 
deformação plástica? [89,4 kN] 
b. Se o comprimento original do corpo de prova é de 115 mm qual é o comprimento máximo para que ele pode ser alongado 
sem que haja deformação plástica? [115,3 mm] 
 
10. A Partir do comportamento tensão deformação para a amostra de latão, determine: 
a. O módulo de elasticidade. [93,8 GPa] 
b. A tensão limite de escoamento. [250MPa] 
c. A carga máxima que pode ser suportada por um corpo de prova cilíndrico com um diâmetro original de 12,8mm. [57,9 kN] 
d. A variação no comprimento de um corpo de prova originalmente com 250 mm que é submetido a uma tensão de tração de 
345MPa [15 mm] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Mecanismos de deformação e aumento de resistência 
11. Explique porque as discordâncias são fundamentais para compreensão da deformação plástica dos metais. 
 
12. Como os mecanismos de aumento de resistência agem nas discordâncias? 
 
13. A presença de discordâncias é boa ou ruim para as propriedades mecânicas dos materiais metálicos? Justifique. 
 
14. Como as discordâncias interagem entre si? 
 
15. Considere 3 cristais de cobre puro: um praticamente livre de discordâncias (“whisker”), um recozido contendo 105 cm/cm3 e um 
cristal deformado a frio contendo 1011 cm/cm3 de discordâncias. Qual apresentará maior e qual apresentará menor resistência 
ao início da deformação plástica? 
 
16. Discuta o efeito da temperatura no encruamento dos metais. 
 
17. Com o auxílio da tabela e o gráfico abaixo, discuta o efeito do endurecimento por solução sólida dos elementos listados. 
 
 
 
 
Recuperação, recristalização e crescimento de grãos 
18. O que você entende como força motriz? Qual a força motriz para a: (a) recuperação, (b) recristalização e o (c) crescimento de 
grão? 
 
19. Por que o crescimento de grão é, geralmente, indesejado? Cite um exemplo onde ele pode ser útil. 
 
20. O que é trabalho a frio? E trabalho a quente? Sob o ponto de vista microestrutural, por que conseguimos deformar muito mais 
um material a quente do que a frio? 
 
21. Por que a temperatura de recristalização não é fixa para um determinado material? 
 
22. Dois materiais foram trabalhados a frio 20 e 80% respectivamente. Qual terá a menor temperatura de recristalização? 
 
23. Cite 2 materiais metálicos, cuja temperatura ambiente seria considerada trabalho a quente. 
 
24. Cite 2 materiais metálicos que se deformados a 900 °C seria considerado “trabalho a frio”