Atividade de pesquisa 02 - Ciência dos Materiais Feita

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Ciência dos Materiais
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Atividade de Pesquisa 02
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1 - Fale sobre a fabricação do ferro gusa e qual a sua importância na fabricação do aço.
R: O ferro que sai do alto-forno, denominado ferro- gusa, contém elevados teores de carbono e de impurezas. Há necessidade, portanto, de um processo de refino para transformá-lo em aço de utilidade prática. Um dos principais processos é o Siemens-Martin, que consiste no aquecimento, por determinado período, do ferro-gusa misturado com sucata de aço, em temperaturas na faixa de 1650°C
2 - Comente sobre os efeitos do carbono no ferro, fale sobre as propriedades adquiridas e modificadas com o aumento do teor de carbono.
R: O aço carbono é resultado da combinação de dois elementos: ferro e carbono. O carbono é o principal elemento que garantem ao ferro a dureza necessária. É considerada aço uma liga metálica de ferro que contém menos de 2% de carbono; se a porcentagem é
maior recebe a denominação de ferro fundido. Quanto ao teor deste elemento, podem ser divididos em: 
- Aços baixo carbono (%C < 0,25%) 
- Aços médio carbono (0,25 < %C < 0,50) 
- Aços alto carbono (%C > 0,50) 
De uma maneira geral, a resistência mecânica dos aços carbono aumenta e a sua ductilidade e soldabilidade diminuem à medida que o teor de carbono aumenta.
3 - Defina Aço e Ferro Fundido.
R: O aço é uma liga metálica formada essencialmente por ferro e carbono com porcentagens deste último variando entre 0,008 e 2,11.
O ferro fundido é uma liga de ferro em mistura eutética com elementos à base de carbono e silício. Forma uma liga metálica de ferro, carbono (a partir de 2% a 7%), silício (entre 1 e 4%), podendo conter
outros elementos químicos. ... Os ferros fundidos dividem-se em três tipos principais: branco, cinzento e nodular.
 
4 - Fale sobre os Ferros Fundidos, liste os tipos, definindo-os e falando sobre suas propriedades.
R: É um material que, mundialmente, é usado em alta escala pelas indústrias de máquinas e equipamentos, fábricas automobilísticas, ferroviária, naval, dentre outras várias indústrias metalomecânicas, devido suas características especiais e o seu baixo custo.
- Ferro fundido cinzento – cuja fratura mostra uma coloração escura (donde a sua denominação), caracterizada por apresentar como elementos de liga fundamentais o carbono e o silício e estrutura em que uma parcela relativamente grande do carbono está no estado livre (grafita lamelar) e outra parcela no estado combinado (Fe3C);
- Ferro fundido branco – cuja fratura mostra uma coloração clara (donde a sua denominação), caracterizado por apresentar ainda como elementos de liga fundamentais o carbono e o silício, mas cuja estrutura, devido às condições de fabricação e menor teor de s ilício, apresenta o carbono quase inteiramente na forma combinada (Fe3C);
- Ferro fundido mesclado – cuja fratura mostra uma coloração mista entre branca e cinzenta (donde a sua denominação), caracterizado igualmente por uma mescla de proporções variáveis de ferro fundido 
branco e ferro fundido cinzento;
- Ferro fundido maleável – caracterizado por ser obtido a partir do ferro fundido branco, mediante um tratamento térmico especial (maleabilização), resultando numa transformação de praticamente todo o ferro combinado em grafita na forma de nódulos (em vez de veios ou lamelas);
- Ferro fundido nodular – caracterizado por apresentar, devido a um tratamento realizado ainda no estado líquido, carbono livre na forma de grafita esferoidal, o que confere ao material característica de 
boa ductilidade, donde a denominação frequente para esse material de ferro fundido dúctil.
- Ferro fundido de grafita compactada – caracterizado pelo fato da grafita apresentar-se em “escamas”, ou seja, com a forma de plaquetas ou estrias, motivo pelo qual tem sido também designado por “quasi-escama”. Outras denominações são: escama agregada, s emi -ondular e vermicular. É um produto que, como o ferro nodular, exige adição de elementos especiais como terras raras, com um elemento adicional, como o titânio, que reduz a formação de grafita esferoidal. O ferro de grafita compactada pode ser considerado um material intermediário entre o ferro fundido cinzento e o ferro nodular; possui a fundibilidade do ferro fundido cinzento, com melhor resistência mecânica e alguma ductilidade. Sua 
comercialização é relativamente recente.
A faixa de composição dos cinco principais tipos de ferros fundidos, sem elementos de liga, está indicada na Tabela 159 (293)
Tabela 159 – Faixa de composição de ferros fundidos típicos comuns
5 - Fale um pouco sobre a importância do estudo das propriedades mecânicas de materiais. Como essas propriedades são determinadas?
R: É importante para compreenderem como as várias propriedades mecânicas são medidas e o que essas propriedades representam: elas podem ser necessárias para o projeto de estruturas/componentes
materiais predeterminados, a fim de que não ocorram níveis inaceitáveis de deformação e/ou falhas. São determinadas pela resistência, a dureza, a ductibilidade e a rigidez.
6 - Como é feito um teste de tração, qual se obtém de um teste como esse. Qual a importância desse teste?
R: Em um ensaio de tração, um corpo de prova ou prove-te é submetido a um es forço que tende a alongá-lo ou esticá-lo até à ruptura. Geralmente, o ensaio é realizado num corpo de prova de formas e dimensões padronizadas, para que os resultados obtidos possam ser comparados ou, se necessário, reproduzidos. É importante para fornecer dados relativos à capacidade de um sólido de suportar solicitações aplicadas a uma estrutura.
7 - O que é limite de escoamento e limite de resistência a tração.
R: O limite de escoamento é o ponto onde começa o fenômeno escoamento, a deformação irrecuperável do corpo de prova, a partir do qual só s e recuperará a parte de sua deformação correspondente à
deformação elástica, resultando uma deformação irreversível. O limite de resistência à tração “TS’, é a tensão no ponto “mais alto” da curva tensão/ deformação de Engenharia. Em outras palavras à tensão máxima que pode ser sustentada por um material sob tração.
8 - O que é um tratamento térmico?
R: É um ciclo de aquecimento e resfriamento realizado nos metais com o objetivo de alterar as suas propriedades físicas e mecânicas, sem mudar a forma do produto
9 - Fale sobre a têmpera. Qual estrutura é obtida depois de temperar um aço? Essa estrutura tem aplicação prática? Por que depois da têmpera é normalmente feito o revenimento?
R: A têmpera consiste em resfriar o aço, após austenização, a uma velocidade suficientemente rápida para evitar as transformações perlíticas e bainíticas na peça. Desse modo, obtém-se estruturas metaestável martensítica.
No aço as tensões residuais são excessivas e a ductilidade e a tenacidade são muito baixas para permitir seu uso na maioria das aplicações, sendo necessária a realização de um tratamento térmico denominado revenimento. Para se atingir valores adequados de resistência mecânica e tenacidade deve- se, logo após a têmpera, proceder ao revenimento.
10 - Diferencie cianetação, carbonitretação e boretação.
R: Cianetação, consiste em aquecer o aço em temperaturas que variam de 760 a 870ºC, em um banho de sal fundido, de modo que a superfície do aço absorva carbono e nitrogênio. A cianetação produz uma 
camada dura e resistente ao desgaste. A carbonitretação é mais limpa que a cianetação a gás, assim, em peças com formas complicadas ou com pequenos furos a operação de retirada do s al da cianetação é difícil, e aí a carbonitretação é mais indicada. A espessura da camada boretada é muito fina, embora processos especiais permitem obter camadas de até1 milímetro de profundidade. A temperatura de boretação varia de 800 a 1050ºC e os tempos em geral, variam de 1 a 8 horas.
11 - Defina corrosão e a importância de estuda - lá.
R: Corrosão é toda reação de transformação de um metal ou liga pela sua interação química ou eletroquímica com o meio que se encontra. É importante para que seja criado meios para uma boa prevenção, a fim de mitigar e/ou minimizar suas consequências como: Custo, segurança, conservação de recursos. Esses meios devem ser encarados como um investimento para a indústria, e não um gasto.
12 - Quais são as oito deferentes formas de corrosão?
R: 
 Uniforme;
 Galvânica; 
 Em frestas; 
 Por pites ou localizada; 
 Intergranular; 
 Por lixíviação seletiva; 
 Erosão-corrosão; 
 Corrosão sob tensão
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