Portfólio 1 - Ciência dos Materiais

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ENGENHARIA ELÉTRICA
ALEXANDRE ROCHA – RA 241782010
Portifólio de Desafios
Desafios 01, 02 e 03.
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Curitiba
Ano 2021
ALEXANDRE ROCHA
Portifólio de Desafios
Desafios 01, 02 e 03.
Trabalho apresentado ao Curso de Engenharia Elétrica do Centro Universitário ENIAC para a disciplina Ciência dos Materiais.
Prof. Thiago Alexandre Alves de Assumpção
Curitiba
Ano 2021
RESPOSTA:
Desafio 1
Utilizando o conceito de densidade volumétrica, calcule o valor teórico da densidade do cobre em megagramas por metro cúbico. Sabendo que o cobre tem estrutura cristalina cúbica de face centrada, em que seus átomos são esferas rígidas que se tocam ao longo das diagonais das faces da célula unitária CFC, raio atômico de 0,1278 nm e massa atômica de 63,54 g/mol, apresente os cálculos para obtenção do resultado e justifique sua resposta.
Resolução:
	
RESPOSTA:8,98 Mg/m³
Justificativa: Densidade do cobre é 8,98 Mg/m³ (8,98 g/cm³). O valor experimental tabelado para a densidade do cobre é 8,98Mg/m³ (8,96g/cm³). O valor ligeiramente mais baixo da densidade experimental pode ser atribuído a ausência de átomos em algumas posições atômicas, também podemos denominá-las como lacunas, defeitos lineares e ao desajustamento dos átomos em limites de grão ou fronteiras entre grãos. Outro motivo da discrepância poder devida ao fato de os átomos não serem esferas perfeitas.
Desafio 2
Em algum as aplicações industriais, nas quais ocorre o deslizamento de duas superfícies metálicas, além da lubrificação adequada, é necessário que essas superfícies apresentem dureza.
Em um processo de usinagem, por exemplo, trabalha-se com ligas de aço relativamente macias para redução dos tempos de processo.
Nesse caso, é necessário tratar a superfície da peça de forma que ela atinja a dureza necessária, por meio de processo chamado de cementação, em que a peça será exposta a uma atmosférica em carbono, geralmente em gás metano ou GLP.
Sabendo disso, você, engenheiro de produção, deverá calcular o tempo necessário para a transformação do carbono, em uma liga de aço com concentração uniforme de carbono, 0,25% em peso.
A temperatura do forno utilizado na cementação é de 950 ºC e a concentração de carbono na sua superfície da peça é mantida em 1,20% em peso.
Assumindo que a peça tem dimensões de uma placa semi - infinita e que o coeficiente de difusão do carbono no ferro é de 1,6 x 10 /s, calcule o tempo necessário para - 11m 2 que a concentração de carbono a 0,6 mm abaixo da superfície torne - se igual a 0,7% em peso. Considere a tabela da função erro a seguir:
Resolução, próxima página:
	
Resposta: t = 22,500 s / ou t = 6 horas e 25 minutos
Desafio 3
A solda de estanho é uma solda comum à base de estanho e chumbo e que pode conter pequenas quantidades de outros elementos, como prata e antimônio. É importante destacar que uma solda 70/30 contém 70% de estanho e 30% de chumbo. Essas soldas normalmente são usadas nas proporções 70/30, 60/40, 5 0/50 e 40/60, apresentando um baixo ponto de fusão, que é a temperatura em que existe a passagem do estado sólido para o líquido. Imagine que você é um dos engenheiros de uma metalúrgica e precisa saber exatamente o que vai acontecer com a liga de estanho - chumbo a uma temperatura de 300 °C. Dessa forma, tendo em mãos o diagrama Pb-Sn, você deverá analisar as fases, a proporção e a composição para uma liga com 10% de Sn a uma temperatura de 300°C.
	
	
Resolução
	
Resposta: Sólida 66,7% e líquida 33,3%.
Conclusão
Concluímos que através dos estudos elaborados, na docência de Ciência dos Materiais, estão diretamente voltados para área das matérias e corpos físicos; podendo assim, serem definidos padrões, estruturas e qualidade dos materiais a serem aplicados em nosso cotidiano, como também, proporcionar inovadoras formas de melhorar a vida das pessoas.
Nestas Unidades de Aprendizagens estudamos os principais meios da tecnologia dos materiais para engenharia, os átomos, elétrons, prótons, núcleos, ligações iônicas, ligações covalentes, ligações metálicas, estados da matéria, sólidos, gasosos, líquidos, diagramas de fases, suas propriedades, processamento, desempenho, classificação da matéria, alotropia, polimorfismos, densidade linear, densidade plana,, redes cristalinas, defeitos, substancial, intersticial, vacância e difusão; sendo assim, possível para abranger e ampliar nossos conhecimentos nesta ciência.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, nós aprendemos que poderemos desenvolver as técnicas adquiridas neste curso:
Descrever o que são materiais cristalinos e não cristalinos.
Reconhecer como os átomos e íons estão arranjados no espaço e identificar a ordenação básica dos sólidos.
Relacionar o comportamento de alguns metais de acordo com sua estrutura cristalina.
Referências Bibliográficas
Fundamentos de engenharia e ciência dos materiais, Smith,William F., [recurso eletrônico] /William F. Smith, Javad Hashemi ;tradução: Necesio Gomes Costa, Ricardo Dias Martins de Carvalho, Mírian de Lourdes Noronha Motta Melo. – 5. ed.– Dados eletrônicos. – Porto Alegre : AMGH, 2012.
SHACKELFORD, J. F. Introdução à ciência dos materiais para engenheiros. Porto Alegre: Pearson Prentice Hall, 2008.
ALQUICER, R. Faça seu forno de atmosfera trabalhar por você: Dicas do ofício de
cementação e têmpera. IndustrialHeating Brasil, 13mar. 2015. Disponível em: <http://
revistaih.com.br/faca-seu-forno-de-atmosfera-trabalhar-por-voce-dicas-do-oficio-
-de-cementacao-e-tempera/>. Acesso em: 09 julho. 2021.