Trabalho 2 ciencias dos materiais

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Instituição: Instituto Federal do Rio Grande do Sul; 
Curso: Mestrado em Tecnologia e Engenharia de Materiais; 
 Disciplina: Ciências dos Materiais; 
Professor: Juliano Toniolo; 
Aluno Tiago Fachini; 
 
 
 
2.1. Use o Google para pesquisar a história e usos dos seguintes materiais: 
Apresente o resultado em um relatório breve de cerca de 100-200 palavras (metade 
de uma página). 
 -Estanho: Foi utilizado desde 3000 a.C. para produzir utensílios, devido à sua 
capacidade de endurecer o cobre, e a liga de estanho-cobre (bronze). Ele é um metal 
maleável, não oxida facilmente e é resistente a corrosão. É amplamente usado na indústria 
eletrônica, graças a seu baixo ponto de fusão, e um preço baixo. 
-Vidro: Existem indícios, embora não muito precisos, que mostram a sua existência há 
pelo menos 4000 a.C. Descoberto em uma fogueira utilizando blocos de salitre e soda, 
notou-se uma substância brilhante que se solidificava imediatamente. O vidro é composto 
por areia, carbonato de sódio, calcário, alumina e outros. Utiliza-se para decoração, 
automóveis, aplicações industriais e etc. 
-Cimento: Descoberto há cerca de 4500 anos, porém apenas em 1756 obteve-se um 
produto de alta resistência por meio da calcinação de calcários moles e argilosos. Na 
construção é um dos componentes protagonistas. Sua composição é baseada em silício, 
cálcio, aditivos e água, e também é resistente à compressão. 
-Titânio: Descoberto em 1791, a partir do mineral conhecido com ilmenita e em 1975 
no mineral rutilo. Preparou-se pela primeira vez, aquecendo tetracloreto de titânio com 
sódio em um reator, assim formando titânio metálico puro pela primeira vez. É um metal 
leve, resistente à corrosão e a esforços, utilizado em grande escala na indústria 
automobilística na medicina e espacial. 
-Fibra de carbono: Thomas Edison, em 1878, foi o primeiro a produzir filamentos de 
carbono pela pirólise do algodão para filamentos de lâmpadas incandescentes. A fibra de 
carbono é um compósito constituído de fibras unidas por unidas por uma resina. Seu peso 
baixo e sua resistência levam-no a ser utilizado em equipamentos de alta performance, 
como em carros de corrida. 
 
2.2. O que se entende por propriedades limitantes de projeto de um material para uma 
determinada aplicação? 
 Quando se cria a necessidade de suprir algum problema, seja ele ambiental, fabril 
ou procurando oferecer alguma solução direta ao consumidor final, deve-se levar em 
consideração algumas características de projeto. Nesta parte confrontam-se as 
propriedades necessárias para tal aplicação, ou seja, quais propriedades são essenciais ao 
produto, limites químicos, físicos, resistência ao desgaste, fragilidade, propriedades 
mecânicas, ductilidade, custo, entre outros. Tais fatores devem ser avaliados, e a partir 
disso tem-se as propriedades necessárias ou limitantes ao produto final. 
 
 
 
 
2.3. Há muitas tentativas de fabricar bicicletas plásticas no mercado. Todas foram muito 
flexíveis. Qual propriedade limitadora de projeto tem grande impacto neste caso? 
 Pode-se dizer que a propriedade mecânica neste caso, pode ser a rigidez, que é a 
dificuldade oferecida às deformações elásticas, ou seja, a falta deste ocasiona a flexão da 
bicicleta. 
 
2.4. Quais são, em sua opinião, as propriedades limitantes de projeto do material da 
lâmina de uma faca que será usada para estripar peixes? 
A lâmina deve possuir a capacidade de cortar a carne e pequenos ossos. Por isso, 
neste caso, as propriedades limitantes serão: dureza, tenacidade, resistência, e resistência 
ao desgaste abrasivo na lâmina 
 
2.5. Quais são, em sua opinião, as propriedades limitantes de projeto do material de uma 
luva de forno? 
 A luva deve ser capaz principalmente de absorver o calor, caso haja contato com 
superfícies quentes, deve ser resistente ao atrito e não pode ser inflamável, neste caso as 
propriedades limitantes seriam: a resistência térmica, resistência à abrasão e antichamas. 
 
2.6. Quais são, em sua opinião, as propriedades limitantes de projeto do material de 
filamento de uma lâmpada elétrica? 
 Ele deve ser capaz de conduzir eletricidade, além de ser resistente ao calor gerado 
pelo filamento, ou seja, condutividade elétrica e resistência térmica. 
 
2.7. Um material é necessário para confecção de um tubo para transportar combustível do 
tanque de combustível para o carburador de um cortador de grama. O projeto requer que 
o tubo possa ser dobrado e que o combustível seja visível. Liste o que você considera que 
são as propriedades limitadoras de projeto. 
 Ele deve ser maleável para a realização da dobra, resistente a corrosão já que o 
combustível poderá atacar a superfície na qual está exposto, antichamas devido a 
inflamabilidade do combustível, impermeável, pois não pode deixar que materiais 
externos entrem e também não poderá vazar, resistente ao impacto, para absorver 
possíveis colisões, isolamento elétrico, para evitar possíveis ignições no combustível. 
 
2.8. Os estojos em que a maioria dos CDs são vendidos apresentam uma forma irritante 
de rachar e quebrar. Qual propriedade limitadora de projeto foi negligenciada na seleção 
do material de que são fabricados? 
 Resistencia ao impacto, ou ductilidade, caso fosse escolhido um material levando 
em consideração estas características, seria possível absorver a energia dissipada nos 
estojos, assim evitando a trinca. 
2.9. É necessário um material como imã para um suporte magnético de sabão. O sabão é 
ligeiramente alcalino. Liste o que você julgaria quanto às propriedades limitantes do 
projeto. 
Para este projeto deve-se obter boas propriedades magnéticas, resistência à corrosão em 
ambientes úmidos e atóxico, não pode contaminar o sabão, já que está diretamente 
relacionado com a higiene. 
 
2.10. Liste três aplicações que, em sua opinião, necessitem elevada rigidez e baixo peso. 
Estrutura de proteção de foguetes espaciais, lataria de avião e quadro de bicicleta de 
corrida. 
 
2.11. Liste três aplicações que, em sua opinião, necessitem vidro com qualidade óptica. 
 Lentes de contato, binóculos e telescópios 
 
2.12. Liste três aplicações que, em sua opinião, necessitem alta condutividade térmica. 
 Panela, radiador e dissipador passivo. 
 
2.13. O que caracteriza os aços serem classificados como aços carbono e aços de alta 
resistência e baixa liga? 
Aqueles aços que possuem entre 0,05% e 0,25% de carbono em sua composição, 
pode ser denominado como aço de alta resistência e baixa liga. Proporciona melhores 
propriedades em comparação aos aços carbono, devido à manipulação dos elementos de 
liga, oferecendo maior resistência mecânica e à corrosão. 
 
2.14. Como são fabricados tubos de aço? 
O processo de fabricação dos tubos de aço se resume a duas formas: com costura 
ou sem costura. Tubos de aço carbono com costura são produzidas a partir de uma chapa 
de alo q se aquece em uma “calandra”, neste processo, as duas pontas de placa se juntam 
e são soldadas. É um material com custo menor, mas possui variedades de metragens 
 
2.15. Quais são as aplicações típicas dos ferros fundidos? 
O ferro fundido é utilizado em larga escala pela indústria de equipamentos e 
máquinas, indústria ferroviária, automobilística, naval e outras. Ele também, pode ser 
utilizado em mineração, palhetas, estruturas de máquinas e outros. 
 
 
 
 
 
2.16. Sistemas de designação de liga para ligas de alumínio forjado diferenciam-se com 
base nos principais elementos presentes. Os tratamentos térmicos recebem códigos 
numéricos e se tornam parte integrante das designações de liga de alumínio. Explique as 
designações que caracterizam uma liga 6061-T6? 
A maioria das especificações do alumínio designam as ligas de alumínio da 
seguinte maneira: 
-Primeiro Dígito - Principal Liga Constituinte 
-Segundo Dígito - Variação da Liga Inicial 
-Terceiro e Quarto Dígitos - Variaçãoda Liga Individual 
 A designação de têmperas é sempre apresentada imediatamente após a designação 
da liga com um hífen entre a designação e têmperas (ex. 6061-T6, 3003-H14, 1350-H19). 
O primeiro caractere na designação de têmperas é uma letra maiúscula indicando 
a classe de tratamento em geral como: 
-F- como fabricado; 
-O- Recozido; 
-H- Encruadas; 
-W- Solubilizado 
-T- Termicamente tratado para produzir têmperas estáveis diferentes de F, O ou H. 
A letra "T" é seguida por um ou mais dígitos indicam o método usado para 
produzir têmperas estáveis 
-T3-Solubilizado e então trabalhado a frio; 
-T4-Solubilizado e envelhecido naturalmente; 
-T5-Envelhecido artificialmente somente; 
-T6-Solubilizado e envelhecido artificialmente etc.; 
 
2.17. A metalurgia do pó é vantajosa para quais materiais e que tipo de peças? 
A metalurgia do pó é vantajosa onde se deseja reduzir as perdas de matéria prima e as 
operações de usinagem, devido ao seu alto custo no mercado. Também possibilita o 
controle preciso da composição química, das propriedades mecânicas e da geometria. 
Eles são considerados autolubrificantes, assim é usado para a fabricação de peças que 
necessitam constante lubrificação, graças a sua porosidade criada durante o processo. 
Filtros metálicos e mancais autolubrificantes são bons exemplos de onde se é vantajoso o 
uso destes protestos. 
2.18. O que são refratários e de que materiais são constituídos? 
Os refratários são as cerâmicas, eles serão refratários se os materiais forem capazes de 
suportar elevadas temperaturas. A composição dos materiais refratários varia de acordo 
com o seu grupo, as argilas, por exemplo, são compostas por aluminossilicatos hidratos, 
sílica, alumina e minerais. 
 
2.20. O que são elastômeros termoplásticos e quais são as vantagens de utilização destes 
materiais? 
São considerados elastómero termoplástico aqueles que possuírem um comportamento 
elastomérico sem que tenha ocorrido qualquer processo de reticulação. Acima da sua 
temperatura de fusão exibe um caráter termoplástico, permitindo ser moldado e 
transformado em um produto, este processo se torna reversível e os produtos podem ser 
reprocessados e de novo moldados, sendo esta a sua maior vantagem de utilização. 
 
2.21. Cite cinco polímeros termofixos e aplicações típicas. 
Baquelite: cabos de panelas, brinquedos, cabo de faca; 
Poliuretano: rodas e rodízios, revestimentos de rolos, peneiras; 
Poliacetato de Etileno Vinil: solado de calçados, placas expandidas; 
Resina Epoxi: tintas, manutenção industrial, catalisadores, encapsulamentos de 
componentes eletrônicos, móveis e decoração; 
Borrachas vulcanizadas: pneus de automóveis e aviões, tubos flexíveis, juntas, artigos 
médicos, correias de transmissão; 
 
2.22. O processamento de compósitos reflete a grande gama de composições químicas e 
microestruturas envolvidas nesta categoria altamente diversificada de materiais. Descreva 
os métodos de processamento mais representativos para compósitos de fibra de vidro. 
PULTRUSÃO: Fibras impregnadas por resinas e puxadas por um molde; 
PREPREG: Consiste em um processo de impregnação da fibra de vidro em uma resina 
de forma contínua e controlada, garantindo assim precisamente os teores de fibra na 
matriz e facilita o processo de laminação em moldes complexos; 
ENROLAMENTO FILAMENTAR: Fibra impregnada em resina é enrolada de acordo 
com um padrão em um molde dando o formato da peça; 
SPRAY UP: É realizado utilizando se de um equipamento que pica os fios da fibra e os 
lança através de um jato de resina sobre o molde; 
RTM (Resin Transfer Mould): Consiste em transferir a resina através de pressão para 
dentro de um molde com as fibras já dispostas e pré-orientados; 
VRI (Vacum Resin Infusion): Consiste em sugar a resina através de vácuo para dentro 
de um molde com as fibras já dispostos e pré-orientados;