ENG1016 - G1L3 - Enunciado

Prévia do material em texto

ENG 1016 - MATERIAIS DE ENGENHARIA / Prof. Marcos Pereira 
Lista de Exercícios 3 / G1 – 2020.1 
Exercício 1 (2,0) 
Deseja-se produzir tiras de cobre com espessura e largura de 1 mm e 60 mm, 
respectivamente, que deverão apresentar um limite de escoamento de 415 MPa. As tiras já 
possuem a largura desejada, mas apresentam uma espessura inicial de 50 mm. Faça o 
delineamento do procedimento de laminação, sabendo que o equipamento possui uma 
capacidade máxima de redução de espessura de 50%. Adote a figura abaixo para a 
determinação das suas propriedades mecânicas. A temperatura de fusão do material é 
1080 ºC. 
 
 
Figura 1 – Efeito do trabalho a frio sobre as propriedades mecânicas do cobre. 
Exercício 2 (2,0) 
Combinações não usuais de propriedades mecânicas podem ser obtidas com estruturas 
bifásicas de ferrita e martensita: a martensita proporciona resistência mecânica e ferrita 
ductilidade. Trate termicamente um aço para obter tal estrutura bifásica, objetivando uma 
quantidade de martensita de 60% com dureza de 650 Brinell. Adote a Figuras 2 e 3 e: 
A) Selecione um aço carbono; 
B) Indique a temperatura inicial de tratamento. 
 
 
 
 
 
Figura 2 – Dureza da microestrutura em função da sua quantidade de carbono. 
 
 
 
 
Figura 3 – Parte de interesse do diagrama do sistema ferro-carbeto de ferro. 
 
 
 
Exercício 3 (2,0) 
Um aço não ligado é predominantemente martensítico, mas não se sabe a quantidade de 
carbono. Para tal, foi proposto um tratamento de austenitização supercrítica, seguido por 
resfriamento lento, procedimento que resultou em uma quantidade de Fe3C de 11%. 
A) Qual(is) a(s) microestrutura(s) encontrada(s) após o recozimento? 
B) Teria(m) sido idêntica(s) caso o tratamento tivesse sido de normalização? 
C) Em função das respostas anteriores, comente sobre as diferenças possíveis diferenças 
nas propriedades mecânicas do material após o recozimento e normalização. 
Exercício 4 (2,0) 
Eixos para transmissão de potência com diâmetros de 200 mm serão tratados termicamente 
em óleo (Tabela 1), objetivando obter martensita no núcleo. O projetista selecionou aços das 
séries SAE 43 e 86 (indicados na Tabela 2), com quantidades de carbono de 0,4% (série 43) 
e 0,8% (série 86). Adotando um valor médio para cada elemento químico dos materiais, 
determine se as quantidades de carbono indicadas atendem a dureza do projeto. Considere 
que a taxa de resfriamento crítica (CCR) para ambos os materiais como: 
 
 
 
Tabela 1 – Taxas de resfriamento do núcleo de barras no óleo 
Diâmetro da barra (mm) Taxa de resfriamento (°C/s) 
500 0,25 
100 1,25 
50 2,50 
5 25 
 
 
Tabela 2 – Composição química de alguns aços carbono comum e aços de baixa liga (%p) 
 
 
 
Exercício 5 (2,0) 
Um aço ABNT 1080 perlítico foi analisado microestruturalmente em duas condições distintas: 
AMOSTRA 1 (Figura 4): lamelas de cementita (espessura de 4 x 10-5 cm) dispersas em 
camadas de ferrita (espessura de 14 x 10-5 cm). 
AMOSTRA 2 (Figura 5): cementita esferoidizada (diâmetro médio de 3 x 10-3 cm). 
Considere que: 
1. As amostras possuem dimensões de 1 cm x 1 cm x 1 cm, 
2. O contato entre as fases na amostra 1 ocorre em toda a espessura da amostra; 
3. As massas específicas da ferrita e cementita equivalem a 7,87 g/cm3 e 7,66 g/cm3, 
respectivamente. 
Estime a área total de interfaces entre as fases por cm3 em cada uma das condições 
microestruturais. Com base nesta estimativa, qual dos materiais deverá apresentar maior 
resistência mecânica? 
 
 
Figura 4 – Perlita lamelar. 
 
 
Figura 5 – Perlita globular.