Lista de exercícios de Ensaios Mecânicos e Tratamentos Térmicos

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Lista de exercícios de Ensaios Mecânicos e Tratamentos Térmicos
1) Classifique os aços em relação ao teor de carbono?
Aços com teor de carbono até 2,11% C. Dividem-se em:
Aços carbono: é formado pela liga de ferro com carbono, onde o teor de carbono nesse caso é inferior a 2,11%.
Aços liga: é formado pela ligações entre ferro e carbono, outros elementos em proporções significativas que podem alterar as propriedades químicas ou mecânicas do material. Geralmente, os outros elementos adicionados à composição do aço são: manganês, níquel, cromo, molibdênio, vanádio, tungstênio e silício.
2) Qual a principal propriedade mecânica afetada diretamente pela porcentagem de carbono?
Dureza. 
3) Explique o que significa a numeração dos seguintes aços:
Aço SAE 1045: Aço carbono comum 0,45 % de carbono em sua composição química.	
Aço SAE 4340: Aço níquel cromo com molibdênio com 1,82% de Ni, 0,50% de Cr e 0,80%, 0,25% de Mo.
Aço SAE 8620: Aço niquel mobilidênio com 0,55% de Ni, 0,50% de Cr e 0,20% de Mo.
4) Responda as questões referentes ao diagrama de equilíbrio Fe-C. 
a) Quais as porcentagens de carbono nas ligas de aço?
Até 2,11%
b) Quais as porcentagens de carbono nas ligas de ferro fundido?
Entre 2,11 e 67% 
c) O que são os pontos eutetoide e eutetico? E qual a porcentagem de carbono nos mesmos?
Eutetico ponto de mais baixa temperatura de fusão ou solidificação (1147ºC) com composição de carbono de 4,3%.
Eutetoide menor temperatura de equilbrio entre a ferratita e a austenita, cerca de 0,77% de carbono a 727ºC.
d) Cite pelo menos duas propriedades das fases ferrita, cementita e austenita?
Ferrita apresenta baixa dureza e resistência a tração.
Cementita é muito duro e frágil.
Austenita boa resistência mecânica e não-magnético.
Em relação ao diagrama TTT abaixo, responda o que se pede.
5) Suponha que um aço de composição eutetoide seja resfriado desde 760ºC a 550ºC em menos de 0,5 segundos, e que seja mantido nessa temperatura. Quanto tempo levará até que a reação da austenita em perlita atinja 50% da sua totalidade? E para atingir 100%?
Para 50% aproximadamente 4 segundos.
Para 100% aproximadamente 7 segundos. 
6) Considerando o diagrama de transformação isotérmica para uma liga Fe-C com composição eutetoide, especifique a natureza da microestrutura final (em termos dos microconstituintes presentes e das porcentagens aproximadas) de uma pequena amostra que foi submetida aos seguintes tratamentos tempo-temperatura. Em cada caso, assuma inicialmente que a amostra estava a 760° C e que havia sido mantida nessa temperatura tempo suficiente para ser obtida uma estrutura homogênea totalmente austenítica. 
a) Resfriamento rápido até 700°C, manutenção por 104 s e, então, têmpera até a temperatura ambiente;
80% Perlita +20% Martensita. 
b) Resfriamento rápido até 600°C, manutenção por 4 s, resfriamento rápido ate 450ºC, manutenção por 10 s e, então, têmpera até a temperatura ambiente;
50% Perlita+25% Bainita+ 25% Martensita.
c) Resfriamento rápido até 400°C, manutenção por 2 s e, então, têmpera até a temperatura ambiente;
100% Martensita. 
d) Resfriamento rápido até 400°C, manutenção por 20 s e, então, têmpera até a temperatura ambiente;
30% Bainita+ 70% Martensita.
e) Resfriamento rápido até 400°C, manutenção por 200 s e, então, têmpera até a temperatura ambiente;
100% Bainita.
f) Resfriamento rápido até 575°C, manutenção por 20 s, resfriamento rápido até 350ºC, manutenção por 100 s e, então, têmpera até a temperatura ambiente.
100% Perlitica.
7) Quais os objetivos dos Tratamentos Térmicos?
· Remoção das tensões;
· Aumento ou diminuição da dureza;
· Aumento da resistência mecânica;
· Melhora a ductilidade;
· Melhora a usinabilidade;
· Melhora a resistência ao desgaste;
· Melhora as propriedades ao corte;
· Melhora a resistência a corrosão;
· Melhora a resistência ao calor;
· Modificações das propriedades elétricas e magnética
8) Quais são os fatores que influenciam os Tratamentos Térmicos?
Aquecimento: Devido a austenitização; Velocidade de aquecimento pode ocasionar empenamento nos aços devido as tensões internas ou encruamento; com a temperatura de aquecimento.
Tempo de permanência na temperatura: Tenta-se evitar a permanência além do estritamente necessário; Deve ser no mínimo para que ocorra a uniformização da secção. 
Resfriamento: É o fator mais importante pois determina a estrutura do aço.
9) Quais são os tipos de Recozimento?
Recozimento para alívio de tensões (qualquer liga metálica): remoção de tensões internas originadas de processos (tratamentos mecânicos, soldagem, corte).
Recozimento para recristalização (qualquer liga metálica): elimina o encruamento gerado pela deformação à frio (amolecer e aumentar a ductilidade de um metal).
Recozimento para homogeneização (para peças fundidas): melhorar a homogeneidade da microestrutura de peças fundidas através da difusão dos elementos.
Recozimento total ou pleno (aços): amolecer o aço, regenera sua microestrutura apagando tratamentos térmicos anteriores.
Recozimento para esferoidização: produção de uma estrutura globular ou esferoidal de carbonetos no aço, melhora a usinabilidade, especialmente dos aços alto carbono, facilita a deformação a frio.
10) Quais as diferenças entre o Recozimento e a Normalização?
Recozimento : É o tratamento térmico realizado com o fim de alcançar um ou vários seguintes objetivos: 
· remover tensões devidas ao tratamentos mecânico a frio ou a quente;
· diminuir a dureza para melhorar a usinabilidade do aço;
· alterar as propriedades mecânicas como resistência, ductilidade etc.;
· modificar os característicos elétricos e magnéticos;
· ajustar o tamanho de grão;
· regularizar a textura bruta;
· produzir uma microestrutura definida;
· eliminar enfim os efeitos de quaisquer tratamento térmicos ou mecânicos a que o aço tiver sido anteriormente submetido.
Normalização : Consiste no aquecimento do aço a uma temperatura acima da zona crítica, seguindo de resfriamento no ar. Para os aços hipoeutetóides, pode-se admitir que a temperatura de aquecimento ultrapasse a linha A3 e para os hipereutetóides a linha Acm sem os inconvenientes , neste último caso, no esfriamento ao ar que se seguem da formação do invólucro frágil de carbonetos. 
· refinar a granulação grosseira de peças de aço fundido principalmente;
· normalização é aplicada em peças depois de laminadas ou forjadas.