Atividade de pesquisa 01 - Ciência dos Materiais concluida (2)

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Ciência dos Materiais
Aluno Marco Túlio Ferreira Silva
Data: 23 / 03 /2021
Atividade de Pesquisa 01
NOTA:
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1 - Como podem ser alteradas as propriedades dos materiais?
 Através de tratamentos térmicos e pela adição de outras substâncias.
	
2 - De acordo com suas classificações básicas, como foram classificados os materiais sólidos?
Os materiais sólidos são classificados em, metais cerâmicos e polímeros.
3 - Em que consiste os materiais inteligentes?
são aqueles manipulados para responder de forma controlável e reversível — modificando alguma de suas propriedades — a estímulos externos, como pode ser uma determinada tensão mecânica ou certa temperatura, entre outros. Por sua capacidade de resposta, os smart materials também são conhecidos como responsive materials — traduzido normalmente como materiais "ativos", talvez seria mais exato dizer "reativos" —.
4 - Para cada uma das propriedades dos materiais metálicos, relacione um estímulo e sua
resposta.
Condutividade Térmica e Elétrica. Os metais possuem elétrons livres em suas ligações metálicas, o que permite um trânsito rápido de temperatura e calor. 
Resistência. alta dureza, grande resistência mecânica, elevada plasticidade (grandes deformações sem ruptura) e alta condutibilidade térmica 
Ponto de fusão e de ebulição altos. Apresentam elevados pontos de fusão e ebulição, com exceção do mercúrio (Ponto de fusão: 38,83oC; Ponto de Ebulição: 356,7oC); São dúcteis (podem ser transformados em fios); São maleáveis (podem ser transformados em lâminas);
5 - Desenhe o diagrama de fases para ferro-carbono, mostre todas as fases e especifique cada uma?	
Ferrita (α): solução sólida do carbono em ferro (ccc), existente até a temperatura de 912˚C. Nesta faixa de temperatura, a solubilidade do carbono no ferro é muito baixa, chegando ao máximo de 0,0218% a 727 ˚C. Na temperatura ambiente, a solubilidade máxima do carbono no ferro α (ccc) é a de 0,008%. 
Assim, 0,008% de carbono, o produto siderúrgico seria chamado de ferro comercialmente puro. 
Austenita (γ): solução sólida do carbono em ferro γ (cfc), existindo entre as temperaturas de 912 a 1495˚C e com solubilidade máxima do carbono no ferro γ de 2,11% a 1148 ˚C. O teor de carbono 2,11% é adotado como separação teórica entre os dois principais produtos siderúrgicos. Aços, teores de carbono menores que 2,11% e ferros fundidos, teores de carbono maiores que 2,11%. Notas de aula – Aula 05 – Diagrama de fases do ferro carbono Materiais de Engenharia para pequenos teores de carbono acima de 1394 ˚C, o ferro muda novamente para cúbico de corpo centrado, dando origem à ferrita delta (ferro delta), que é uma solução sólida de carbono em ferro (ccc), sendo estável até 1538 ˚C quando o ferro se liquefaz. Tendo o ferro uma estrutura (ccc), a solubilidade do carbono é baixa, atingindo um máximo de 0,09% a 1495 ˚C. Os nomes de ferro α e ferro δ são usados para indicar a mesma solução sólida de carbono em ferro (ccc), porém ocorrendo em diferentes faixas de temperatura. A solubilidade máxima de carbono no ferro δ é um pouco maior que no ferro α (0,09% e 0,02% respectivamente), devido ao fato de que o ferro δ ocorre em temperaturas maiores, onde a agitação térmica da matriz de ferro é também maior, favorecendo a maior dissolução do carbono. Notas de aula – Aula 05 – Diagrama de fases do ferro carbono Materiais de Engenharia (SEM 5908) - ROLLO JMDA, FORTULAN CA (2015) São Carlos Cementita (Fe3C): é um carboneto de ferro com estrutura ortorrômbica de alta dureza. A cementita dá origem a um eutetóide de extrema importância no estudo dos aços, a perlita. Perlita: é uma combinação de ferro (α) e cementita (Fe3C). Notas de aula – Aula 05 – Diagrama de fases do ferro carbono Materiais de Engenharia (SEM 5908) - ROLLO JMDA, FORTULAN CA (2015) São Carlos Figura 2b – Diagrama Fases Ferro-Cementita A1 A2 A3 Notas de aula – Aula 05 – Diagrama de fases do ferro carbono Materiais de Engenharia (SEM 5908) - ROLLO JMDA, FORTULAN CA (2015) São Carlos Pontos Relevantes do diagrama Ferro Cementita Linha A1: Indica a reação eutedóide γα+Fe3C, a 727°C. Ao resfriar o aço com 0,77%C, observa-se uma parada na temperatura de 727°C, ou seja, enquanto a transformação γα+Fe3C não se completar, a temperatura permanecerá invariante, ou seja, é semelhante a metal puro. Linha A2: Transformação magnética do ferro (ccc), ocorrendo a ~700°C. Nesta temperatura o ferro muda de paramagnético para ferro magnético. Notas de aula – Aula 05 – Diagrama de fases do ferro carbono Materiais de Engenharia (SEM 5908) - ROLLO JMDA, FORTULAN CA (2015) São Carlos Linha A3: Temperatura de transformação γ α. Para o ferro puro, ocorre a 912°C. A medida que o teor de carbono vai aumentando, a temperatura A3 vai diminuindo, até o limite de 727°C, onde se encontra com A1. Linha ACM: Transformação de transformação γ Fe3C. Inicia-se a 727°C com 0,77%C e vai aumentando com a elevação do teor de carbono até atingir 1148°C com 2,11%C. Linha A3: Temperatura de transformação γ δ. Inicia-se a 1394°C para o ferro puro e vai aumentando com com a adição de carbono no ferro, atingindo um máximo a 1495°C com 0,17%C.
6 - Mostre e fale sobre as reações Eutetóide e Eutética.
Reação eutetóide: reação em que uma fase sólida se transforma, no resfriamento, em duas outras fases sólidas distintas. Esta reação é normalmente representada pela seguinte forma: γ → α + β ; Reação eutetóide: reação em que uma fase sólida se transforma, no resfriamento, em duas outras fases sólidas distintas.
7 - Fale sobre a microestrutura perlítica, quais as fases presentes? Como é formada?
 Não é uma fase, mas uma combinação geométrica das fases alfa e Fe3C (ferrita e cementita). A perlita é um sanduíche formado por minúsculas camadas de ferrita e cementita. Quando não existe cementita (como no ferro 'puro' – Fe com teor de C < 0,004%) não há perlita; quando só há cementita, também.
8 - A que se refere a estrutura dos materiais?
Estrutura de um material se refere, em geral, ao arranjo dos seus componentes internos. A estrutura subatômica envolve os elétrons no interior dos átomos individuais e as interações com os seus núcleos. Em nível atômico, a estrutura engloba a organização dos átomos ou das moléculas umas em relação às outras
Atividade de Pesquisa 01: Ciência dos Materiais