ATIVIDADE DE Ciências e Tecnologia dos Materiais

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Atividade 3 
1. Qual a estrutura predominante num ferro fundido branco? Por que 
esses materiais têm aplicações limitadas? 
Praticamente todo o carbono se apresenta na forma combinada de 
carboneto de ferro Fe3C, mostrando uma superfície de fratura clara. Suas 
propriedades fundamentais, devido justamente à alta quantidade de cementita, 
são elevada dureza e resistência ao desgaste. Em consequência, sua 
usinabilidade é prejudicada, ou seja, esses materiais são muito difíceis de se 
usinar, mesmo com os melhores materiais de corte. 
2. Como são melhoradas as propriedades do ferro fundido cinzento? 
Para ferros fundidos cinzentos de baixo teor em liga são necessárias maiores 
temperaturas, da ordem de 560°C a 600°C, pois os elementos de liga usuais – 
Cr, Mo, Ni e V – tendem a aumentar a resistência do ferro fundido à fluência, ou 
seja, a deformação plástica necessária para reduzir ou eliminar as tensões 
internas. 
3. Qual a estrutura que caracteriza ferro fundido cinzento? Quais suas 
propriedades, em comparação com outros tipos de ferros fundidos 
cinzentos. 
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). O ferro fundido cinzento oferece facilidade na fusão e na 
moldagem, possui boa resistência mecânica (compressão), resistência ao 
desgaste e boa capacidade de amortecimento. 
4. Explicar por que o fofo cinzento é pouco resistente e muito frágil, 
quando comparado ao aço. 
Os aços são ligas metálicas de ferro e porcentagens de carbono, variando 
entre 0,008 e 2,11%. Distinguem-se dos fofo's, que também são ligas de ferro e 
carbono, mas com teor de carbono entre 2,11 e 6,67%. A diferença fundamental 
entre ambos é que os aços, pela sua ductibilidade, são facilmente deformáveis 
por forja, laminação e extrusão, enquanto peças em fofo's são fabricadas pelo 
processo de fundição. Além dos componentes principais indicados, os aços 
incorporam outros elementos químicos, alguns prejudiciais, provenientes da 
sucata, do mineral ou do combustível empregue no processo de fabricação, 
como o enxofre e o fósforo. Outros são adicionados intencionalmente para 
melhorar algumas características do aço para aumentar a sua resistência, 
ductibilidade, dureza ou outra, ou para facilitar algum processo de fabricação, 
como usinabilidade, é o caso dos elementos de liga como o níquel, o cromo, o 
molibdênio e outros. No aço comum o teor de impurezas (elementos além do 
ferro e do carbono) estará sempre abaixo dos 2%. Acima dos 2 até 5% de outros 
elementos, já pode ser considerado aço de baixa-liga, acima de 5% é 
considerado de alta-liga. O enxofre e o fósforo são elementos prejudicais ao aço, 
pois acabam por intervir nas suas propriedades físicas deixando o aço 
quebradiço. Dependendo das exigências cobradas, o controle sobre as 
impurezas pode ser menos rigoroso ou então podem pedir o uso de um 
antisulfurante como o magnésio e outros elementos de liga benéficos. 
5. Quais são as vantagens da adição de elementos de liga nos aços e 
nos fofo? 
Através da adição de elementos de ligas que podemos obter melhorias de 
algumas propriedades como diminuição ou aumento do ponto de fusão, aumento 
da dureza, aumento da resistência mecânica, melhoramento da soldabilidade, 
da corrosão e/ou de outras características desejadas de acordo com o uso em 
condições de serviço especificas. 
6. O que são ferros fundidos e quais suas principais características e 
aplicações? 
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. Sua diferença para o aço é que este também é 
uma liga metálica formada essencialmente por ferro e carbono, mas 
com percentagens entre 0,002 e 2,15%. Este tipo de material é 
utilizado em larga escala pela indústria de máquinas e equipamentos, 
indústria automobilística, ferroviária, naval e outras. A presença de 
veios de tipos de matriz metálica (variações nos teores de perlita e 
cementita). Podem ser submetidos a tratamentos térmicos para 
endurecimento localizado, porém, em geral, são utilizados 
principalmente no estado bruto de fundição, podendo ainda ser 
normalizado ou recozido, por tratamento térmico. 
7. Explicar por que o Al comercialmente puro tem limitações na sua 
aplicação em componente mecânico? Explicar como podem ser 
melhoradas as propriedades do Al. 
O alumínio comercialmente puro caracteriza-se pelas elevadas 
condutividades térmica e elétrica e pela baixa resistência mecânica, 
ao contrário das ligas de alumínio (séries 2XXX a 8XXX). Devido a 
essas características, suas principais aplicações restringem-se a 
componentes de sistemas térmicos e elétricos, nos quais exige-se alta 
condutividade sem que haja o mesmo tipo de exigência com relação 
às propriedades mecânicas. Pode-se acrescentar elementos químicos 
e obter uma liga. Por meio de processos mecânicos, como laminação 
ou prensagem, pode-se torná-lo, por exemplo, mais resistente. 
Também é possível obter esse tipo de resultado com um processo de 
tratamento térmico. Isso é perfeitamente aplicável ao alumínio. 
8. O que são ligas de Alumínio? Comente. Exemplifique, demonstre sua 
nomenclatura e de aplicação de pelo menos 2 das ligas. 
Liga de alumínio, é a designação de qualquer liga metálica na qual o alumínio 
(Al) é o metal predominante. 
Aplicações: 
· Liga 1xxx: Indústrias química e elétrica 
· Liga 2xxx: Aeronaves (graças a sua elevada resistência mecânica) 
· Liga 3xxx: Aplicações arquitetônicas e produtos de uso geral 
· Liga 4xxx: Varetas ou eletrodos de solda e chapas para brasagem 
· Liga 5xxx: Produtos expostos à atmosfera marinha como cascos de barcos 
· Liga 6xxx: Produtos extrudados de uso arquitetônico 
· Liga 7xxx: Componentes estruturais de aeronaves e outras aplicações que 
necessitam de elevados requisitos de resistência. Esta liga é a que possui a 
maior resistência mecânica entre as ligas de alumínio 
9. Qual é a soldabilidade do alumínio? 
O alumínio tem uma fina camada de óxido que é refratária, com ponto de 
fusão de 2.038°C e com dureza elevada. Essa camada dá ao alumínio 
resistência à corrosão e à abrasão. Ela também dificulta a soldagem do alumínio 
com o processo TIG. 
10. O que são ligas de cobre? Comente. Exemplifique, demonstre sua 
nomenclatura e de aplicação de pelo menos 2 das ligas. 
O cobre puro tem melhor condutividade elétrica e térmica do que qualquer 
outro metal disponível comercialmente. Hoje, mais de a metade do cobre 
produzido é utilizada em aplicações elétricas e eletrônicas. Isso porque o cobre 
forma ligas metálicas com mais facilidade que a maioria dos metais. Existem 
mais de 400 ligas de cobre, cada uma com uma combinação única de 
propriedades que se adaptam às mais variadas aplicações, processos de 
fabricação e exigências técnicas. As ligas são um material sólido obtido a partir 
de dois ou mais metais diferentes. 
Estes são alguns exemplos de ligas: 
Latão: é um termo genérico para uma variedade de ligas de cobre e zinco com 
diferentes combinações de propriedades, que incluem resistência, facilidade 
para usinagem, ductilidade, resistência ao desgaste, dureza, cor, condutividades 
elétrica e térmica e resistência à corrosão. 
Bronze: as ligas de bronze são feitas de cobre e estanho e foram as primeiras a 
serem desenvolvidas há aproximadamente 4.000 anos, durante a idade do 
bronze. 
Cobre e Níquel: essas ligas possuem uma excelente resistência à corrosão 
marinha e ao bioencrustamento. A adição de níquel ao cobre melhora a 
resistência à corrosão, semmodificar sua ductilidade. 
Cobre-Níquel-Prata: as ligas de níquel-prata são feitas de cobre, níquel e zinco, 
têm uma aparência prateada atraente, em lugar da cor de cobre típica. As 
aplicações mais comuns são moedas e objetos ornamentais. 
Cobre-Berilo: as ligas de cobre-berilo são utilizadas por sua grande resistência e 
boa condutividade elétrica e térmica. Têm propriedades mecânicas semelhantes 
às ligas de aço de alta resistência. Além disso, possuem uma melhor resistência 
à corrosão do que o aço. Existem dois grupos de ligas de berilo-cobre: ??ligas 
de alta resistência e ligas de alta condutividade. 
11. Qual diferença entre plástico termoplástico e plástico termofixo? 
Em relação a estrutura química, os polímeros classificados como 
termoplásticos são aqueles que contém em sua estrutura apenas ligações 
secundárias fracas, unindo as cadeias poliméricas umas com as outras. Já os 
polímeros classificados como termofixos, por outro lado, contém ligações 
primárias fortes entre suas cadeias. 
12. Em que setores de indústria mecânica os materiais plásticos podem 
ser empregados? Quais vantagens? 
Utilizados em quase todos os setores da economia, tais como: construção 
civil, agrícola, de calçados, móveis, alimentos, têxtil, lazer, telecomunicações, 
eletroeletrônicos, automobilísticos, médico-hospitalar e distribuição de energia. 
Nestes setores, os plásticos estão presentes nos mais diferentes produtos, a 
exemplo dos geossintéticos, que assumem cada vez maior importância na 
drenagem, no controle de erosão e reforço do solo de aterros sanitários, em 
tanques industriais, entre outras utilidades. O setor de embalagens para 
alimentos e bebidas vem se destacando pela utilização crescente dos plásticos, 
em função de suas excelentes características, entre elas: transparência, 
resistência, leveza e atoxidade. 
13. Explicar os objetivos da utilização de aditivos nos materiais 
plásticos? 
 Os aditivos podem modificar a resistência ao impacto, melhorar o acabamento 
superficial, aumentar ou reduzir a dureza e também podem servir apenas para 
reduzir o custo do material. 
14. Descrever as principais matérias-primas empregadas na fabricação 
dos materiais plásticos. 
Matéria-prima dos plásticos é o petróleo. Este é formado por uma complexa 
mistura de compostos. Pelo fato de estes compostos possuírem diferentes 
temperaturas de ebulição, é possível separá-los através de um processo 
conhecido como destilação ou craqueamento. A fração nafta é fornecida para as 
centrais petroquímicas, onde passa por uma série de processos, dando origem 
aos principais monômeros, como, por exemplo, o eteno. 
15. Relacionar os plásticos seguintes pela ordem crescente de 
resistência de calor: Polietileno = 110 e 115°C ABS = -20°C a 80°C. 
Náilon = - 40 a + 100ºC 
Poliestireno = 210-249 °C 
Fenólico = até 120ºC 
Epóxi 150 a 180 ºC