Avaliação de Pesquisa I - Materiais de Construção Mecânica

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Materiais de Construção Mecânica
Aluno (a): 
Data: 30 /07/2021
Atividade de Pesquisa I
NOTA: 10
ORIENTAÇÕES:
· Ler atentamente as instruções contidas no documento é de fundamental importância na realização da avaliação.
· Para esta atividade o aluno poderá utilizar-se das ferramentas de pesquisas como: internet, artigos científicos, manuais técnicos, livros e literaturas disponibilizadas em nossa biblioteca.
· Preencha todos os dados referente a sua identificação como: nome completo, data de entrega.
· As respostas poderão ser de escritas forma manual e/ou digitadas abaixo de cada pergunta. 
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Bons Estudos!
1. As propriedades físicas, estas estão relacionadas com as informações que podem ser coletadas e analisadas sem que a composição química da matéria mude, ou seja, resultam em fenômenos físicos, e não químicos. As propriedades físicas podem ser subdivididas em:
· Gerais: que são comuns a toda matéria → volume, temperatura e estado físico.
· Específicas: referentes a cada matéria, podendo ser usadas para identificar a substância ou o composto que está sendo analisado → Densidade, ponto de fusão/ebulição, coeficiente de solubilidade.
· Organolépticas: podem ser analisadas com os nossos sentidos → podem ser cor, cheiro, sabor, brilho e dureza.
· Intensivas: não dependem da massa da amostra → temperatura, densidade.
· Extensivas: dependem da massa da amostra. → Volume.
2. As propriedades mecânicas são o alvo da atenção de uma gama de pessoas e grupos, como, por exemplo, produtores e consumidores de materiais, organizações de pesquisa, agências governamentais, entre outros, que possuem diferentes interesses (CALLISTER; RETHWISCH, 2014). Entre as principais propriedades mecânicas dos materiais. Destaque e detalhe quais são: 
Módulo de elasticidade: razão entre a t ensão e a deformação na direção da carga
aplicada, sendo a máxima tensão que o material suporta sem sofrer deformação
permanente.
Resistência à deformação e a tração: resistência à tração, tratada t ambém pelo
conceito de limite de resistência à tração (LRT), é indicada pelo ponto máximo de uma
curva de tensão-deformação e, em geral, indica quando a criação de um “pescoço”,
conhecido como necking, irá ocorrer. Em outros termos, é a máxima tensão que um
material pode suportar ao ser esticado ou puxado antes de falhar ou quebrar. 
Dureza: propriedade de um material que permite a ele resistir à deformação plástica,
usualmente por penetração. O termo “dureza” também pode ser associado à
resistência, flexão, risco, abrasão ou corte.
Tenacidade à fratura: representa uma medida da habilidade de um material para
absorver energia até sua fratura.
Limite de fadiga: consiste no f enômeno de ruptura progressiva de materiais sujeitos a
ciclos r epetidos de tensão ou deformação. Além do mais, a tenacidade à fr atura é uma
· Módulo de elasticidade: razão entre a tensão e a deformação na direção da carga aplicada, sendo a máxima tensão que o material suporta sem sofrer deformação permanente. Resistência à deformação e a tração: resistência à tração, tratada também pelo conceito de limite de resistência à tração (LRT), é indicada pelo ponto máximo de uma curva de tensão-deformação e, em geral, indica quando a criação de um “pescoço”, conhecido como necking, irá ocorrer. Em outros termos, é a máxima tensão que um material pode suportar ao ser esticado ou puxado antes de falhar ou quebrar. 
· Dureza: propriedade de um material que permite a ele resistir à deformação plástica, usualmente por penetração. O termo “dureza” também pode ser associado à resistência, flexão, risco, abrasão ou corte.
· Tenacidade à fratura: representa uma medida da habilidade de um material para absorver energia até sua fratura.
· Limite de fadiga: consiste no fenômeno de ruptura progressiva de materiais sujeitos a ciclos repetidos de tensão ou deformação. Além do mais, a tenacidade à fratura é uma propriedade indicativa da resistência de um material à fratura quando uma trinca está presente.
propriedade indicativa da resistência de um material à fratura quando uma trinca está
presente.
Ductilidade: representa uma medida do grau de deformação plástica que foi suportado
até o momento da fratura. Um material que experimenta uma def ormação plástica
muito pequena ou mesm o nenhuma deformação plástica até o momento da sua fratura
é chamado de frágil.
Resiliência: capacidade de um material de absorver energia quando é deformado
elasticamente e depois, com a remoção da carga, recuperar sua energia. A
propriedade associada é o módulo de resiliência, Ur, o qual representa a energia de
deformação por unidade de volume exigida para tensionar um material desde um
estado com ausência de carga até sua tensão limite de escoamento
· Ductilidade: representa uma medida do grau de deformação plástica que foi suportado até o momento da fratura. Um material que experimenta uma deformação plástica muito pequena ou mesmo nenhuma deformação plástica até o momento da sua fratura é chamado de frágil.
· Resiliência: capacidade de um material de absorver energia quando é deformado elasticamente e depois, com a remoção da carga, recuperar sua energia. A propriedade associada é o módulo de resiliência, Ur, o qual representa a energia de deformação por unidade de volume exigida para tensionar um material desde um estado com ausência de carga até sua tensão limite de escoamento.
3. Quando uma peça metálica é submetida a uma força de tração uniaxial, ocorre deformação, que, segundo Smith e Hashemi (2012), pode ser:
· Deformação elástica: quando o material retorna às dimensões iniciais ao se retirar a força. A quantidade de deformação elástica que um material metálico pode sofrer é pequena, já que nesse tipo de deformação os átomos se afastam das posições originais, sem, no entanto, ocuparem novas posições. Assim, quando se retira a força aplicada a um metal deformado elasticamente, os átomos voltam às posições originais e o material retoma a forma original.
· Deformação plástica: caso o material seja deformado de tal modo que não consiga retornar às dimensões originais, então dá-se o nome de deformação plástica. Durante esse processo, os átomos do material metálico são deslocados permanentemente das posições originais e passam a ocupar novas posições. A capacidade que alguns metais apresentam de permitir grandes deformações plásticas sem que ocorra quebra é uma das mais importantes propriedades da engenharia dos metais.
4. Os processos de conformação são comumente classificados em operações de trabalho a quente, a morno e a frio.
As operações de conformação mecânica consistem em processos de trabalho dentro da fase plástica do metal, que alteram a geometria do material, através de forças aplicadas por ferramentas adequadas que podem variar desde pequenas matrizes até grandes cilindros. Em função da temperatura e do material utilizado, a conformação mecânica pode ser classificada como trabalho a frio, a morno e a quente. Cada um desses tipos fornecerá características especiais que estão relacionadas à microestrutura do material.
5. Os campos eletromagnéticos podem interagir com partículas carregadas em materiais, produzindo condutividade, polarização dielétrica e características magnéticas. A extensão na qual o comportamento elétrico e magnético e a condutividade podem ser variados é afetada principalmente: 
· Pelas energias dos elétrons na camada de valência; 
· Pelo “spin” dos elétrons nos átomos; 
· Pela estrutura cristalina ou amorfa do material.
6. Entreos tipos mais comuns de magnetismo, tem-se os seguintes, de acordo com Callister e Rethwisch (2014). Detalhe:
· Ferromagnéticos: devido à importância histórica e comercial do ferro com o um material magnético, o termo “ferromagnetismo” surgiu com o intuito de englobar as intensas propriedades magnéticas possuídas pelo grupo dos metais de transição ferro, como cobalto, níquel e alguns dos metais terrosos raros, como o gadolónio (Gd) e o neodímio (Nd).
· Diamagnéticos: é uma forma muito fraca de magnetismo que é não permanente e que persiste somente enquanto um campo externo está sendo aplicado. Ele é induzido por uma mudança no movimento orbital dos elétrons devido à aplicação de um campo magnético, mas a magnitude do momento magnético induzido é extremamente pequena. O diamagnetismo é encontrado em todos os materiais, contudo, uma vez que este é muito fraco, pode ser observado apenas quando outros tipos de magnetismo estão totalmente ausentes.
· Paramagnéticos: são materiais que possuem elétrons desemparelhados e que, na presença de um campo magnético, alinham-se, fazendo surgir um ímã que tem a capacidade de provocar um leve aumento na intensidade do valor do campo magnético em um ponto qualquer.
7. A grande maioria dos metais e ligas, assim como semicondutores, cerâmicas e alguns polímeros possuem estrutura cristalina na qual os átomos ou íons apresentam íons de longo alcance. O arranjo atômico espacial estende-se a distâncias bem maiores (acima de 100 nm). Os átomos ou íons desses materiais formam uma grade regular, repetitiva e tridimensional que compõem os chamados materiais cristalinos. Descreva como são apresentados por Askeland e Wright (2015):
· Material monocristalino (ou monocristal) — formados por um único cristal, são usados em várias aplicações eletrônicas e ópticas, como os chips de computadores, por exemplo, são feitos de silício sob a forma de grandes cristais individuais;
· Material policristalino — composto de várias pequenas regiões com diferentes orientações espaciais, materiais menores são conhecidos como grãos. As fronteiras entre eles e essas regiões em que há desalinhamento entre os cristais recebem o nome de contornos de grãos.
8. A deformação plástica de uma amostra metálica policristalina a tempe-raturas consideradas baixas em comparação à sua temperatura absoluta de fusão produz alterações microestruturais e mudanças nas suas propriedades que incluem, segundo Callister Jr. e Rethwisch (2014): 
A microestrutura desenvolvida devido a deformação plástica depende de sua estrutura cristalina, da temperatura e da deformação aplicada, da composição química.
9. As imperfeições nas redes cristalinas são classificadas de acordo com sua geometria e forma, e podem envolver uma irregularidade na posição ou no tipo dos átomos. O tipo e o número de defeitos dependem: 
· Uma alteração na forma do grão.
· O endurecimento por encruamento.
· Um aumento na densidade das discordâncias
10. Askeland e Wright (2015) mencionam que o emprego dos métodos de cálculo em conformação plástica tem por objetivo determinar os esforços, tensões e deformações a que estão submetidas as peças conformadas e as ferramentas, a fim de:
· Prever possíveis falhas durante o processamento, tais como imperfeições de escoamento, acúmulo de tensões em regiões críticas e defeitos nos produtos;
· Definir o tipo e a capacidade dos equipamentos a empregar; 
· Definir o número de etapas necessárias ao processamento de uma dada peça metálica.
	
Avaliação de Pesquisa I: Materiais de Construção Mecânica