As Ciência dos Materiais

Questões

1. Uma barra cilíndrica de aço 1040 de diâmetro inicial igual a 26,0 mm sofreu uma deformação plástica a frio, sendo o diâmetro final depois da deformação igual a 24,66 mm.

1. Determine o grau de deformação em % de redução de área (%TF - Trabalho a Frio);

[pic 1]

1. Estime, utilizando os gráficos abaixo, o limite de escoamento e a ductilidade deste metal depois da deformação a frio.

[pic 2]

R:

[pic 3]

1. Como a precipitação de uma segunda fase em materiais cristalinos é um processo ativado termicamente, uma expressão de Arrhenius pode ser usada para estimar o tempo exigido para alcançar  a  dureza  máxima.  Como  uma  primeira  aproximação,  você  pode  tratar  𝑡−1max como  uma “taxa”,  onde 𝑡max é  o  tempo  para  alcançar a  máxima  dureza. Para  determinada  liga  de  alumínio, 𝑡max  é de 50 horas a 100 °C e somente 10 horas a 200 °C. Use a Equação dada abaixo para calcular a energia de ativação (em Joules) para esse processo de precipitação. Considere R = 8,31 J/mol.K e as temperaturas em Kelvin.

𝑡axa = 𝐶. 𝑒−𝑄/𝑅T

[pic 4]

1. Uma vareta de Cobre cilíndrica com raio de 20 mm é estirada através de uma matriz de 12 mm de raio. Qual é a porcentagem resultante de trabalho a frio? Sabendo que durante o procedimento de trabalho a frio, a peça acumula muitas tensões e com base nos gráficos do exercício 2, qual deve ser o limite de escoamento e a ductilidade do cobre trabalhado a frio? Explique o que poderia acontecer com a vareta, caso o trabalho a frio continuasse para a dimensão de 11 mm de raio sem o devido tratamento térmico, já que a curva da ductilidade do Cobre termina em ~66,5%. (escreva no máximo 6 linhas).

[pic 5]

Neste caso para dimensção de 11mm de raio,  o critério é de acordo do valor a ser pago em um material com aumento do seu limite de escoamento e limite de atração (está na ductilidade), já que esse material apresenta uma ductilidade de 64%, a tendencia, conforme o gráfico é o rompimento caso diminua o raio

1. Na figura a seguir, o tratamento de recozimento está dividido em três regiões, a recuperação, a recristalização e o crescimento do grão, associando-os aos efeitos causados na ductilidade e no limite de resistência à tração do material e também às temperaturas de transição entre cada tipo de tratamento. Faça uma estimativa do tamanho do grão, da ductilidade e da resistência à tração do material tratado nas temperaturas de 450, 550 e 700 °C.

[pic 6]

R:

 [pic 7][pic 8]

Conclusão

        Sabemos a importância do estudo da ciência dos materiais visto que há um grande avanço/crescimento em nanociência e nanotecnologia nos últimos anos, e isto é de uso direto dos engenheiros, devido as necessiades de melhorias e viabilização de todo e qualquer projeto.

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