3-aula-p-mecanico

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FANOR
Processos de 
Solidificação 
O que é solidificação.
A passagem de um corpo ou uma substância do estado
líquido para o sólido é chamada de solidificação.
E a resublimação.
A solidificação é um processo exotérmico, isto é, libera (ou
perde) energia em forma de calor,
No estado sólido a substância apresenta maior organização
entre seus átomos, estruturados numa rede cristalina
Continuam apresentando movimento de vibração, contudo
este ocorre em torno de um ponto médio.
Características da Solidificação
1 - Mantendo-se constante a pressão, a temperatura durante todo o
processo de solidificação permanece constante.
2 - A quantidade de calor por unidade de massa é chamado de calor
latente de solidificação e é uma característica da substância.
3 - A temperatura em que cada substância sofre solidificação é bem
determinada, e é chamada de ponto de solidificação.
Ponto de Solidificação
O ponto de solidificação é a temperatura em que a
substância deve atingir para iniciar o processo de solidificação.
Essa temperatura é a mesma para a substância sofrer fusão
(ponto de fusão).
Os pontos de solidificação das 
substâncias são determinados 
experimentalmente.
Observe:
I – Uma pedra de naftalina deixada no armário;
II – Uma vasilha de água deixada no freezer;
III- Uma vasilha de água deixada no fogo;
IV – O derretimento de um pedaço de chumbo quando aquecido;
Nesses fatos estão relacionados corretamente os seguintes 
fenômenos:
a) I. Sublimação; II. Solidificação; III. Evaporação; IV. Fusão.
b) I. Sublimação; II. Sublimação; III. Evaporação; IV. Solidificação.
c) I. Fusão; II. Sublimação; III. Evaporação; IV. Solidificação.
d) I. Evaporação; II. Solidificação; III. Fusão; IV. Sublimação.
e) I. Evaporação; II. Sublimação; III. Fusão; IV. Solidificação.
[A]
A água pode ser encontrada na natureza nos estados sólido,
líquido ou gasoso. Conforme as condições, a água pode passar
de um estado para outro através de processos que recebem
nomes específicos. Um desses casos é quando ela muda do
estado gasoso para o líquido.
Assinale a alternativa que apresenta o nome correto dessa
transformação.
a) Sublimação.
b) Vaporização.
c) Solidificação.
d) Condensação.
e) Fusão.
[D]
2.0 - Introdução
Um metal no estado sólido possui átomos que vibram com
uma certa freqüência em torno de posições geométricas
definidas (determinadas pelo tipo de arranjo cristalino
específico do metal em questão).
No estado líquido, tais átomos, além de vibrarem, não
possuem posição definida, pois estão em movimento dentro
do líquido.
Por se movimentarem, os átomos no estado
líquido entram em colisão, envolvendo
milhares de átomos simultaneamente.
Na colisão, surge agrupamento momentâneo de átomos,
formando um núcleo, com um dado arranjo atômico. O
núcleo é um sólido que pode crescer ou se dissolver,
dependendo da temperatura do sistema.
O crescimento do sólido se
dá por migração de
átomos do liquido para o
sólido
Os acoplamentos dos
átomos ocorre nas posições
de equilíbrio do reticulado
que é específico do metal
em questão
A temperatura na qual ocorre
equilíbrio termodinâmico
entre um sólido e seu
respectivo líquido é
a temperatura de fusão
O estudo da solidificação envolve duas abordagens distintas
- A abordagem termodinâmica - Que analisam-se as energias
envolvidas na solidificação
- A abordagem cinética - Que analisa a velocidade com que os
processos de nucleação e crescimento acontecem.
Temperatura na Solidificação
A solidificação é
composta dos processos
de NUCLEAÇÃO e
CRESCIMENTO DE
CRISTAIS a partir de um
líquido. Ocorre no
resfriamento, conforme
curva de temperatura
abaixo.
Na região L (estado líquido) , a temperatura
diminui por efeito de transmissão de calor
através do molde. A temperatura aumenta a
Partir de Tf -DT pelo efeito de rescalescência.
Inicia-se a solidificação, através do aparecimento
dos primeiros núcleos sólidos.No patamar L+S há
a coexistência dos estados líquido e sólido. Ao
final do patamar toda a massa está solidificada
NOTE - a temperatura permanece a mesma durante o
processo de solidificação ou fusão.
PARA SUBSTÂNCIAS PURAS
Nas misturas
A energia se distribui entre aumentar a energia potencial e
diminuir a energia cinética.
Heterogeneidades que podem ocorrer durante a solidificação 
de metais ou ligas
• Físicas
Rechupes
Trincas de Contração
Porosidades
• Químicas
Segregações de Impurezas
ou Elementos de Liga
(escalas micro ou
macroscópica).
• Estruturais
Tipos
Distribuição
Tamanho
Natureza
Dos Grãos ou Cristais.
Contração na Solidificação
Retrate com seu conhecimento recebido o que seria a
NUCLEAÇÂO
NUCLEAÇÂO
Nucleação homogênea 
Nucleação heterogênea
Na eventualidade do liquido apresentar a mesma temperatura em todos
os pontos e de não existirem pontos de nucleação preferenciais, como
partículas estranhas e superfícies solidas (como em um molde), a
nucleação vai ocorrer uniformemente no liquido. O movimento
aleatório dos átomos é o suficiente para iniciar o processo.
Nucleação homogênea 
Em consequência da facilidade com que ocorre nucleação heterogênea
sobre um material sólido pré-existente no seio do líquido
Nucleação heterogênea
Nucleação de poros = A eliminação de porosidades é o
objetivo de qualquer procedimento de fundição.
Dois tipos de porosidades podem ser encontrados em peças fundidas
- microporosidades
- macroporosidades
Ocorrem em consequência da evolução do gás a partir do líquido e da
contração decorrente de solidificação local, ocorrendo numa escala
microscópica.
os poros que se desenvolvem estão relacionados com problemas do
escoamento do metal líquido, estes defeitos conhecidos como trincas de
solidificação, trincas a quentes, etc. e ocorrem devido a uma
alimentação inadequada do material no molde
Retrate com o conhecimento ganho o que se trata o fator
Crescimento para metais
3.0 - Fundamentos de Fundição dos Metais
E o que é fundição? 
É o processo de fabricação onde se obtém peças através do
preenchimento, com material líquido, de uma cavidade (molde)
apresentando a forma desejada (final ou próxima da final).
E o que é fundibilidade?
É o capacidade de uma peça e/ou componente ser fabricado por um
determinado processo de fundição, considerando as propriedades do
material a ser fundido.
Características Básicas dos Processos de Fundição
a) Possibilidade de obtenção de peças com geometrias
complexas;
b) Processo mais barato na fabricação de peças complexas;
c) Permite reprodutibilidade da peça projetada;
d) Possibilidade de fabricação com aplicação ou não de
pressão;
e) Agrega valor (matéria prima em produto acabado);
f) Possibilidade de utilização com outros processos de
fabricação (usinagem, conformação, outros);
g) Fatores limitadores: material a ser fundido, custos
relacionados, tamanho, quantidade, tolerância, critérios
ambientais, outros.
O que são processos de usinagem?
São processos de fabricação que dão forma, dimensão e acabamento às
peças através da remoção de cavacos.
E o que são cavacos?
Cavacos são porções de material, de forma irregular, removidas da peça
como resultado da ação de uma ferramenta de corte.
E o que é usinabilidade?
É o capacidade de uma peça e/ou componente ser fabricado por um
determinado processo de usinagem, considerando as propriedades do
material selecionado.
Características básicas de um processo de usinagem 
- Capacidade, quase irrestrita, com relação aos materiais possíveis de serem
trabalhados;
- Capacidade quase irrestrita com relação às formas e dimensões das peças fabricadas;
- Precisão dimensional e de forma de média a alta (até micrométrica);
- Acabamento e integridade das superfícies de boa a excelente com rugosidade
apresentando valores até submicrométricos);
- Remoção de cavacos; - Utilização de ferramentas constituídas de uma ou mais cunhas
corte, ou de grãos abrasivos aglomerados ou dispersos;
- Movimento relativos entre ferramenta e peça que propiciem uma ação invasiva da
ferramenta e, com isso, a remoção dos cavacosde forma contínua;
- Formação dos cavacos provocada pela falha do material da peça por uma ação de
cisalhamento localizado imposta pela ferramenta;
- Solicitação da ferramenta por cargas mecânicas e térmicas que impõem a ela um
desgaste relativamente acelerado.
Importância do entendimento da Solidificação na Tecnologia de Fundição
4.0 - Tecnologia de Fundição
- Dimensionamento e localização dos canais de enchimento e
alimentação
- Conhecimento das causas e das medidas corretivas quanto aos
defeitos de solidificação (rechupes, trincas, porosidades) e às
heterogeneidades de composição química (segregações).
- Otimização e controle das variáveis do processo.
- Desenvolvimento de novos materiais e processos.
Fundição passo-a-passo
Confecção do modelo - Essa etapa consiste em construir um modelo com o formato
aproximado da peça a ser fundida. Esse modelo vai servir para a construção do molde e suas
dimensões devem prever a contração do metal quando ele se solidificar bem como um eventual
sobremetal para posterior usinagem da peça. Ele é feito de madeira, alumínio, aço, resina
plástica e até isopor.
Confecção do molde - O molde é o dispositivo no qual o metal fundido é colocado para
que se obtenha a peça desejada. Ele é feito de material refratário composto de areia e
aglomerante. Esse material é moldado sobre o modelo que, após retirado, deixa uma cavidade
com o formato da peça a ser fundida.
Confecção dos machos - Macho é um dispositivo, feito também de areia, que tem a
finalidade de formar os vazios, furos e reentrâncias da peça. Eles são colocados nos moldes
antes que eles sejam fechados para receber o metal líquido.
Fusão - Etapa em que acontece a fusão do metal.
Vazamento - O vazamento é o enchimento do molde com metal líquido.
Desmoldagem - Após determinado período de tempo em que a peça se solidifica dentro do
molde, e que depende do tipo de peça, do tipo de molde e do metal (ou liga metálica), ela é
retirada do molde (desmoldagem) manualmente ou por processos mecânicos.
Rebarbação - A rebarbação é a retirada dos canais de alimentação,
massalotes e rebarbas que se formam durante a fundição. Ela é
realizada quando a peça atinge temperaturas próximas às do ambiente.
Limpeza - A limpeza é necessária porque a peça apresenta uma série de
incrustações da areia usada na confecção do molde. Geralmente ela é
feita por meio de jatos abrasivos.
5.0 - Tipos de fundição
a) Fundição em moldes de areia;
b) Fundição em moldes metálicos.
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