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O processo de cementação dos aços consiste na introdução de átomos de carbono na rede cristalina dos aços. Esse processo é comumente utilizado na i...

O processo de cementação dos aços consiste na introdução de átomos de carbono na rede cristalina dos aços. Esse processo é comumente utilizado na indústria metal mecânica para a obtenção de peças com superfície de alta dureza, melhorando as suas características técnicas para aplicação em condições que envolvam atrito, por exemplo. Sabe-se que uma determinada liga de aço carbono apresenta temperatura de austenitização de 727 °C. Acima dessa temperatura, a estrutura cristalina do ferro passa de cúbico de corpo centrado (CCC) para cúbico de faces centradas (CFC). Essa mudança implica, além de alterações no arranjo dos átomos de ferro da estrutura, uma mudança no coeficiente de difusão (D) do carbono na estrutura do ferro. Considerando a constante dos gases R igual a 1,987 cal/mol.K, determine: 1) O coeficiente de difusão (D) para o aço carbono, quando este se encontra a uma temperatura de 70 °C acima da temperatura de austenitização. 2) O coeficiente de difusão (D) para o aço carbono, quando este se encontra a uma temperatura de 70 °C abaixo da temperatura de austenitização. 3) Em qual das duas temperaturas é possível obter um menor tempo de processamento, considerando que a velocidade de cementação é proporcional ao coeficiente

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1) Para determinar o coeficiente de difusão (D) para o aço carbono a uma temperatura de 70 °C acima da temperatura de austenitização, podemos utilizar a equação de Arrhenius: D1 = D0 * exp(-Q/RT) Onde: D1 é o coeficiente de difusão a uma determinada temperatura (70 °C acima da temperatura de austenitização) D0 é o coeficiente de difusão a temperatura de austenitização (727 °C) Q é a energia de ativação para a difusão do carbono no ferro R é a constante dos gases (1,987 cal/mol.K) T é a temperatura absoluta (em Kelvin) Para calcular D1, precisamos conhecer o valor de Q. Infelizmente, essa informação não foi fornecida na pergunta. Portanto, não é possível determinar o coeficiente de difusão para essa temperatura específica. 2) Da mesma forma, para determinar o coeficiente de difusão (D) para o aço carbono a uma temperatura de 70 °C abaixo da temperatura de austenitização, precisaríamos conhecer o valor de Q. Como essa informação não foi fornecida, não é possível calcular o coeficiente de difusão para essa temperatura. 3) Não é possível determinar qual das duas temperaturas resultaria em um menor tempo de processamento sem conhecer os valores de Q e D para cada temperatura. Esses valores são essenciais para calcular a velocidade de cementação, que é proporcional ao coeficiente de difusão. Portanto, sem essas informações, não podemos fazer essa comparação.

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