O Resumo de Ciência dos Materiais

UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MARANHÃO

CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS

DEPARTAMENTO DE MECÂNICA

TAREFA 2: Turma de Mecânica

Grupo 5:

• FRANCISCO DAS CHAGAS DE LISBOA JUNIOR- 20180107127
• HEDER MENDES DA CRUZ- 20190084590
• FRANCISCO DAS CHAGAS HENRIQUE M. DA SILVA- 20180101910
• SILVIO MENDES NASCIMENTO JUNIOR- 20190150239
• RAPHAEL BASTOS VIANA- 20190084385
• DEBORAH LAYANNE SILVA SANTOS- 20180107190
• JOAO RARYSON SILVA DOS SANTOS- 20190150112
• JOSÉ ANTONIO SILVA DE SÁ- 20190150130
• GABRIEL PACHECO ARAUJO- 20190150177

2ª LISTA DE EXERCÍCIOS

1. A transição dúctil-frágil ocorre nos materiais variando a temperatura. Quando ocorre a diminuição da temperatura, metais CFC não experimentam a transição dúctil-frágil, pois um número relativamente grande de sistemas de deslizamentos permanece operável mesmo a temperaturas baixas. De outro modo, os metais HC e CCC normalmente apresentam essa transição, porque o número de sistemas de deslizamentos diminui com a diminuição da temperatura. 
2. Variação no estresse médio, variáveis metalúrgicas, mudanças no ambiente, variação na frequência do ciclo de teste e variação na preparação da superfície.  
3. Com relação ao tamanho, as estrias de fadiga são microscópicas e só podem ser observadas sob microscópios eletrônicos enquanto as marcas de praia possuem tamanho macroscópico e podem ser observadas a olho nu. Em relação a origem, cada estria de fadiga corresponde ao avanço da frente da trinca por fadiga durante o ciclo de carga única, enquanto as marcas de praia são resultado de interrupções nos ciclos de tensão.  
4. Endurecimento superficial, Polimento, Análise geométrica e “Shot Peening”.
5. A temperatura na deformação por fluência se torna uma consideração importante quanto esta é 40% da temperatura absoluta de fusão do material, desta forma:

• Níquel- Tf=1728 K

        0,4*1728 K = 418,04 °C

• Cobre- Tf=1357,77 K

        0,4*1357,77  K = 269,958 °C

• Ferro- Tf=1811K

         0,4*1811K =451,25°C

• Tungstênio- Tf=1811K

         0,4*1811K = 1204,8°C

• Chumbo Tf=600,6 K

        0,4*600,6 K = -32,91°C

• Alumínio -Tf=933,5 K

         0,4*933,5 K = 100,25°C

1. Liga de solução sólida, fortalecimento da dispersão usando uma segunda fase insolúvel e aumentando o tamanho do grão ou produzindo uma estrutura de grão com uma orientação preferida.
2. No processo de recuperação há um aumento na temperatura, na qual facilita a movimentação de lacunas, o que ajuda no movimento das discordâncias e na formação de empilhamentos de discordâncias. Além disso, não há diminuição na densidade de discordâncias, o que resulta em não ter alteração nas propriedades mecânicas. No processo de recristalização, ocorre a formação de novos grãos sem deformação e equiaxiais com redução de densidade de discordâncias. Dessa forma, temos um aumento da ductilidade do material e redução da resistência mecânica.
3. Na deformação plástica resultante do trabalho mecânico a frio (abaixo da temperatura de recristalização) ocorre o fenômeno de encruamento, isto é aumento da dureza através da deformação a frio, neste caso, os grãos são alongados na direção do esforço mecânico aplicado e possuem um estado de energia de deformação relativamente elevado; em cada grão, o movimento das discordâncias ocorre ao longo do sistema de escorregamento que possui a orientação mais favorável, durante esta deformação a integridade mecânica e a coesão são mantidas ao longo dos contornos de grão, ou seja os contornos de grão geralmente não se afastam nem se abrem.  Já um metal que tenha sido trabalhado a frio e depois recristalizado, ocorre a formação de um novo conjunto de grãos livres de deformação e equiaxiais, os novos grãos se formam como núcleos muito pequenos e crescem até consumirem por completo seu material de origem, são grãos com estruturas  mais refinadas.

1. Eles não encruam devido a temperatura de recristalização desses metais estão abaixo da temperatura ambiente. Portanto, no momento em que deformarmos a frio esses metais eles recristalizam-se formando uma estrutura não encruada.  
2. É a diferença na energia interna entre o material deformado e o material recristalizado.
3. É a redução da área de contorno de grão, o qual é uma região de alta energia.
4. Um material com grãos mais finos possui maior dureza e resistência mecânica do que um material com grãos grosseiros, pois os primeiros possuem maior número de contornos de grão.

[pic 1]

Diferença entre as duas curvas com relação:

• Deformação plástica: Nos materiais dúcteis é a parte irreversível e corresponde ao momento em que as ligações começam a se romper, por isso, observa-se que o material dúctil tem uma grande região de deformação plástica (deformação permanente). Nos materiais frágeis essa fase não existe pois eles se deformam muito pouco à medida que seu módulo de Young cresce e chegam à tensão de ruptura;
• Resiliência: Através do gráfico verifica-se que o material frágil possui um módulo de resiliência maior do que o material dúctil, uma vez que o material frágil absorve mais energia na sua região de deformação elástica do que o material dúctil;
• Tenacidade: Verifica-se que o material dúctil possui uma região maior de deformação que o material frágil, ou seja, é um material tenaz já que possui a habilidade de absorver muita energia até a sua fratura;
• Limite elástico: No caso do material frágil, verifica-se que o limite elástico é maior que o material dúctil, uma vez que possui uma resistência e suporta mais tensão na sua região de deformação elástica;
• Tensão de escoamento: Tensão de escoamento no material dúctil é maior que o material frágil, pois como verificado no gráfico, o material dúctil possui uma área de escoamento maior que do material frágil;
• Limite de resistência: Verifica-se através do gráfico que o limite de resistência no material frágil é maior que o material dúctil, através desta observação de que o ponto de tensão máxima no material frágil é maior que no material dúctil, isto é, o limite de resistência é a tensão necessária para deformar um material até um determinado valor máximo;
• Tensão de fratura: É maior no material frágil, pois exige uma tensão maior que o material dúctil para chegar à fratura. Desta forma, o material dúctil chega a ruptura com menos tensão que o material frágil.

1. Os elementos de liga presentes, as concentrações desses elementos de liga e o tratamento térmico da liga.
2. Para que exista um estado de equilíbrio, a energia livre deve ser mínima para alguma combinação especificada de temperatura, pressão e composição.  
3. Quando se fala em equilíbrio de fases, trata-se de um sistema com duas ou mais fases, cuja as características não se alteram com o tempo. Já o equilíbrio de Metaestabilidade, consiste em um sistema no qual há demora para entrar em equilíbrio, ou não fica em equilíbrio, pois não há informação do tempo para atingir o equilíbrio.
4. A curva tensão-deformação de engenharia considera a verdadeira dimensão do corpo de prova, ou seja, para o exemplo do ensaio de tração é simples imaginar, pois é a força aplicada na área da seção transversal, ou seja, que conforme a força aumenta, seu comprimento começa a aumentar, enquanto a área da seção transversal começa a diminuir, dessa forma, a tensão real é calculada pela força aplicada dividida pela área da seção transversal real do corpo de prova. Analisando o gráfico ilustrado abaixo, observa-se que a verdadeira tensão necessária para manter a deformação crescente continua a aumentar após o limite da resistência à tração. Assim, este gráfico é fundamental, pois pode-se analisar a região plástica dos materiais, nesse sentido, observar-se que até o ponto de escoamento os materiais realizam igual tensão-deformação.

[pic 2]

18.

                A)         As soluções sólidas presentes no sistema são: α, β, θ, η, ϒ, α +β, α + θ, θ + β, θ + η, β + η, ϒ + β. O material A não é alotrópico porque a estrutura cristalina α não tem variação eutética, sendo constante com o aumento da temperatura. Já o material B é alotrópico, já que observando as fases que o material B apresenta, chegamos à conclusão que ele manifesta três fases sólidas e isto está diretamente relacionado em como a forma que um átomo se organiza.

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