Ciência e propriedade dos materiais - final dissertativa

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Disciplina: Ciência e Propriedade dos Materiais (EPR24) 
Avaliação: 
Avaliação Final (Discursiva) - Individual Semipresencial ( 
Cod.:638077) ( peso.:4,00) 
Prova: 17565320 
Nota da 
Prova: 
- 
1. A partir das informações dos átomos, presentes na tabela periódica, e informações 
sobre o tipo de estrutura cristalina do material, é possível determinar algumas de suas 
características de arranjo e empacotamento atômico. O cobre metálico apresenta uma 
estrutura cristalina do tipo cúbica de faces centradas (CFC). Sabe-se que o raio 
atômico do cobre é 0,1278 nm (nanômetros). Com base nessas informações, 
determine o valor da aresta da célula unitária, em metros cúbicos. 
Resposta Esperada: 
. 
 
2. Dentre os possíveis tratamentos térmicos dos aços, o processo de têmpera é 
possivelmente o mais conhecido, apresentando uma vasta aplicação na indústria 
metal mecânica. Através dele, é possível transformar de forma bastante significativa 
as propriedades mecânicas. O resultado da têmpera, quando bem executada, é 
bastante previsível. No entanto, o aço no estado temperado apresenta algumas 
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desvantagens importantes, o que torna para praticamente todos os casos necessária a 
realização de um tratamento complementar, denominado revenido. A combinação 
desses dois tratamentos térmicos é bastante utilizada na melhoria de propriedades de 
moldes metálicos e ferramentas. Especificamente sobre esses tratamentos térmicos, 
responda: 
 
a) Descreva o processo de têmpera em termos de aquecimento e resfriamento, 
especificando as alterações da estrutura cristalina e da microestrutura. 
 
b) Explique como ocorre o processo de revenido (temperaturas, alterações da 
microestrutura e propriedades) e qual a sua finalidade. 
Resposta Esperada: 
a) A têmpera inicia com o aquecimento da peça a uma temperatura acima da linha de 
austenitização. Acima dessa temperatura, a estrutura cristalina do aço passa de CCC 
para CFC. Quando ocorre essa mudança de estrutura, o aço apresenta uma capacidade 
extra de solubilização de carbono. Assim, o carbono antes precipitado na forma de 
cementita na temperatura ambiente, é solubilizado na estrutura do ferro. O material é 
então resfriado rapidamente até a temperatura ambiente (em água ou óleo), não havendo 
tempo suficiente para a precipitação do carbono em cementita, ficando retido dentro da 
estrutura do ferro. Como resultado, temos uma nova alteração da estrutura (TCC), que 
consiste em uma estrutura CCC com uma das dimensões alongadas. A microestrutura 
gerada é a martensita. Essa estrutura apresenta uma elevada dureza. Contudo, o material 
nesse estado apresenta uma baixa capacidade de deformação, em função das restrições 
estruturais e microestruturais à movimentação das discordâncias. 
b) O revenido é um processo que visa melhorar as propriedades do material temperado. 
A microestrutura do aço temperado é composta por martensita, que é uma estrutura 
metaestável, e que sofre alterações com a temperatura e com a aplicação de tensões 
mecânicas, além de apresentar baixa dutilidade. O revenido consiste em expor o 
material a uma temperatura abaixo da temperatura de austenitização (usualmente entre 
250 e 650 graus Celsius), de forma a promover a difusão atômica, transformando a 
martensita, frágil e instável, em martensita revenida. A microestrutura apresentará as 
mesmas fases presentes na condição de resfriamento em equilíbrio (ferrita e cementita). 
No entanto, a cementita presente na martensita revenida é mais fina e bem distribuída, o 
que contribui para a obtenção de melhores propriedades mecânicas.