Engenharia de Materiais (introdução)

Questões.  Com base no livro-texto Introdução aos Processos de Fabricação – GROOVER, Mikell P.

1. Quais são algumas das propriedades gerais que distinguem os metais das cerâmicas e dos polímeros?

Alta rigidez e resistência mecânica, Tenacidade, boa condutividade elétrica e térmica, além dessas características, alguns metais possuem propriedades específicas que os tornam atrativos para aplicações especiais e muitos metais comuns estão disponíveis a um baixo custo.

1. Quais são os dois principais grupos de metais? Defina-os.

Ferroso- O Fe é o constituinte principal (Ex.: Aço e Fofos)

Não Ferroso- O Fe não é o elemento principal (Ex.: Alumínio e Cobre)

1. O que é uma liga?

É um metal composto de dois ou mais elementos, em que e pelo menos um é de natureza metálica.

1. Qual é a faixa percentual de carbono que define uma liga ferro-carbono como um aço?

0,022% a 2,11% de C

1. Qual é a faixa percentual de carbono que define uma liga ferro-carbono como um ferro fundido?

Acima de 2,11% até próximo de 4 a 5% de C

1. Identifique, além do carbono, alguns elementos de liga comuns usados nos aços de baixa liga?

Cromo (Cr), Manganês (Mn), Molibdênio (Mo), Níquel (Ni) e Vanádio (V).

1. Qual o elemento de liga predominantemente em todos os aços inoxidáveis?

Cromo (Cr)

1. Por que o aço inoxidável austenítico tem esse nome?

O níquel um dos constituintes do ferro fundido austenítico, tem o efeito de aumentar a região da austenita no diagrama de fases ferro carbono, isso torna a região estável a temperatura ambiente.

1. Além do alto teor de carbono, que outro elemento de liga é característico nos ferros fundidos?

Silício (Si), em torno de 1 a 3%

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1. Identifique algumas propriedades pelas quais o alumínio é conhecido?

Alta condutividade térmica e elétrica, a resistência à corrosão é ótima (devido à formação de um filme de óxido, duro e fino na superfície), alta ductilidade, baixa densidade em comparação com o aço.

1. Quais são algumas propriedades importantes do magnésio?

Densidade de 1,74g/cm3, que é a mais baixa dentre todos os metais estruturais; possui estrutura cristalina HC; é relativamente macio e apresenta resistência mecânica baixa para a maioria das aplicações de engenharia, mas com o emprego de elementos de liga e tratamentos térmicos atinge resistência mecânica semelhante à das ligas de alumínio. A razão resistência peso é uma vantagem do magnésio.

1. Qual é a mais importante propriedade de engenharia do cobre que determina a maioria das suas aplicações?

A mais notável propriedade de interesse da engenharia é a baixa resistividade elétrica (uma das mais baixas entre todos os elementos), excelente condutor térmico e resistente à corrosão (em diversos ambientes, que incluem a atmosfera ambiente, a água do mar e alguns produtos químicos industriais), quando não se encontra na forma de ligas, é tão mole e dúctil que é muito difícil de ser usinado, possui uma capacidade quase ilimitada de ser submetido à deformação plástica a frio, as propriedades mecânicas e de resistência à corrosão do cobre podem ser aprimoradas pela formação de ligas.

1. Quais elementos são tradicionalmente adicionados ao cobre para produzir (a) bronze e (b) latão?

a) Bronze: Cobre (Cu) e Estanho (Sn), outras ligas de bronze são desenvolvidas com Alumínio (Al) e Silício (Si).

b) Latão: Cobre (Cu) Zinco (Zn).

1. Quais são algumas das aplicações importantes do níquel?

Bastante utilizado como elemento de liga nos aços (por causa de sua característica de resistência à corrosão), como revestimento metálico de outros metais e aplicações que precisam de características como alta resistência à corrosão e ao calor (turbinas de aviões, caldeiras de vapor, turbocompressores e válvulas de exaustão de motores, ferramentas para injeção e trabalho a quente, equipamentos para tratamento térmico).

1. Quais as principais propriedades do titânio?

Baixa densidade e boa razão resistência-peso, a expansão térmica do titânio é relativamente baixa entre os metais, é mais rígido e resistente que o alumínio, possui boa resistência a temperaturas elevadas, alta resistência à corrosão e ter por volta de 55% da densidade do aço.

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1. Identifique as aplicações mais importantes do zinco?

As ligas de zinco são muito utilizadas na fundição de matrizes para produção em massa de componentes para as indústrias automotivas e de equipamentos, outra aplicação do zinco é nos aços galvanizados, um terceiro emprego do zinco é como elemento de liga com o cobre, na produção do latão, é empregado também como pigmento em tintas.

1. As superligas são divididas em três grupos básicos, de acordo com o metal base usado na liga. Cite os três grupos?

Essas ligas são classificadas de acordo com o metal predominante na liga, que pode ser o cobalto, o níquel ou o ferro.

1. O que é tão especial nas superligas? O que as diferenciam das demais ligas?

Elas são comercialmente importantes, pois são muito caras, e são tecnologicamente importantes devido ao seu desempenho, são um grupo de alto desempenho projetadas para atender requisitos rigorosos de resistência mecânica e resistência a degradação superficial (corrosão e oxidação) em temperaturas de serviço elevadas. O que as diferencia das demais ligas é o desempenho em altas temperaturas: resistência à tração, dureza a quente, resistência à fluência e à corrosão.

1. O que é uma cerâmica?

É um composto inorgânico constituído de um metal (ou semimetal) e de um ou mais não metais.

1. Qual é a diferença entre as cerâmicas tradicionais e as avançadas?

As cerâmicas tradicionais são baseadas em silicatos usados para produtos a base de argila (peças cerâmicas de uso doméstico, tijolos, abrasivos comuns e cimento) e as cerâmicas avançadas não são baseadas em silicatos, mas em óxidos e carbetos que em geral possuem propriedades mecânicas e físicas superiores (tijolos refratários para churrasqueiras, alguns fornos).

1. Qual é a característica que diferencia um vidro das cerâmicas tradicionais e avançadas?

O vidro é um dos três tipos básicos de cerâmicas, possui estrutura amorfa, não cristalina (vítrea), enquanto que os materiais cerâmicos possuem estrutura cristalina.