Avaliação discusiva O processo de cementação dos aços consiste na introdução de átomos de carbono na rede cristalina dos aços. Esse processo é comu...

1) Para determinar o coeficiente de difusão (D) do carbono na estrutura do ferro a uma temperatura de 70°C acima da temperatura de austenitização, é necessário utilizar a equação de Arrhenius, que relaciona a temperatura com o coeficiente de difusão. A equação é dada por: D = D0 * exp(-Q/RT) Onde: D0 é o coeficiente de difusão pré-exponencial; Q é a energia de ativação para a difusão; R é a constante dos gases; T é a temperatura absoluta. Para determinar o valor de D0, é necessário utilizar a equação de Einstein, que relaciona o coeficiente de difusão com a velocidade média das partículas. A equação é dada por: D0 = k * T / 6 * pi * eta * r Onde: k é a constante de Boltzmann; T é a temperatura absoluta; eta é a viscosidade do meio; r é o raio da partícula. Substituindo os valores na equação de Einstein, temos: D0 = (1,38 * 10^-23 J/K) * (727 + 273) K / (6 * pi * 8,9 * 10^-4 Pa.s * 1,24 * 10^-10 m) D0 = 1,08 * 10^-4 m^2/s Substituindo os valores na equação de Arrhenius, temos: D = 1,08 * 10^-4 * exp(-240000 / (1,987 * (727 + 70))) D = 1,08 * 10^-4 m^2/s Portanto, o coeficiente de difusão (D) do carbono na estrutura do ferro a uma temperatura de 70°C acima da temperatura de austenitização é de 1,08 * 10^-4 m^2/s. 2) Para determinar o coeficiente de difusão (D) do carbono na estrutura do ferro a uma temperatura de 70°C abaixo da temperatura de austenitização, é necessário utilizar a mesma equação de Arrhenius, mas com a temperatura alterada. Substituindo os valores na equação, temos: D = 1,08 * 10^-4 * exp(-240000 / (1,987 * (727 - 70))) D = 2,16 * 10^-6 m^2/s Portanto, o coeficiente de difusão (D) do carbono na estrutura do ferro a uma temperatura de 70°C abaixo da temperatura de austenitização é de 2,16 * 10^-6 m^2/s. 3) Para determinar em qual das duas temperaturas é possível obter um menor tempo de processamento, é necessário comparar os valores de D obtidos nas duas situações. Como a velocidade de cementação é proporcional ao coeficiente de difusão, quanto maior o valor de D, menor será o tempo de processamento. Portanto, a temperatura em que o coeficiente de difusão é maior é a que permite obter um menor tempo de processamento. Nesse caso, a temperatura de 70°C acima da temperatura de austenitização apresenta um coeficiente de difusão maior, logo é a temperatura que permite obter um menor tempo de processamento.