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ENGENHARIA MECATRÔNICA, PRODUÇÃO E
AERONÁUTICA
Exercícios de Ciência dos
Materiais
Uma introdução dos materiais
aplicados
Prof. Dr. Fernando Cruz Barbieri
S.J. dos Campos - Dutra
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1. Lista de Exercícios
2) Explique com suas próprias palavras o que são digrama de fases de um composto, para que
serve e dê alguns exemplos?
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1. Lista de Exercícios
3)
Uma prata de lei, uma liga contendo aproximadamente 90% de prata e 10% de cobre
é aquecida nas temperaturas 600, 800 e 11000C. Determine as fases presentes e suas
proporções, como mostra a figura abaixo.
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1. Lista de Exercícios
4 ) Para uma liga de solda com 40% de estanho e 60% de chumbo a 1500C ,
a) quais as fases presentes,
b) qual a proporção de cada fase.
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2. Lista de Exercícios
1)Uma liga típica para componentes de aeronaves contém 92kg de magnésio e 8 kg de alumínio.
Quais são fases presentes e as proporções dessas fases a: 6500C, 5300C, 4200C, 3100C e 2000C,
conforme mostra figura abaixo?
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2. Lista de Exercícios
2) Faça uma analise das fases presentes na liga chumbo-estanho, solidificadas em condições de
equilíbrio, nos seguintes ponto do diagrama, como mostra a figura abaixo:
pede-se: a) composição eutética
b) temperatura eutética
c) reação eutética
d) as fases e as proporções dessas fases presentes no ponto c
e) as fases e as proporções dessas fases presentes no ponto e
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3.4 Diagrama Fe-Fe3C
7
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2. Lista de Exercícios
4) Para a liga composta por Fe-C, como mostra a figura abaixo, determine:
a)a liga eutética e eutetóide
b) a temperatura eutética e eutetóide
c) a reação eutética e eutetóide
d) Mostre no gráfico as regiões: eutetóides/eutéticas
hipoeutetóides/hipoeutéticas
hipereutetóides/hipereutéticas
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2. Lista de Exercícios
5) Com auxilio do diagrama do exercício anterior (ex 4), responda:
Ferrita ():
a) estrutura cúbica existente:______________
b) solubilidade máxima de carbono (teor %): ________% até temperatura de
_____0C
c) propriedades mecânicas:_______________
Austenita ():
a)estrutura cúbica existente:______________
b) solubilidade máxima de carbono (teor %): ________% até temperatura de
_____0C
c) forma estável do ferro puro a temperatura entre _____0C a _____0C
d) propriedades mecânicas:_______________
Ferrita ():
a)estrutura cúbica existente:_______________
b) forma estável até a temperatura de _____0C
c)possui alguma aplicação tecnológica ::
Cementita (Fe3C):
a)forma-se quando o limite de solubilidade de carbono é______
b) forma estável até a temperatura de _____0C
c) propriedades mecânicas:_______________
Perlita
a)quais
as
microestruturas
que
formam
a
perlita:____________
___________
b) as lamelas claras se refere a:_________ e as lamelas escuras
____________
c) propriedades mecânicas:_______________
Ferrita
Austenita
Perlita
e
a
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2. Lista de Exercícios
6) Calcular a proporção de ferrita e perlita no ponto f desta liga
hipoeutetóide. Admitir sendo C0 = 0,35 % C.
OBS: utilize as informações da folha anexa para se efetuar os cálculos.
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2 BIMESTRE
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3. Lista de Exercícios
1) Usando o diagrama de transformação (TTT) por resfriamento contínuo para a liga
ferro-carbono, indique nas 4 curvas de resfriamento contínuo:
a) as seguintes microestruturas nas curvas A, B, C e D;
b) quais tratamentos térmicos referem-se as curvas A,B,C e D.
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3. Lista de Exercícios
2) Usando o diagrama de transformação (TTT) por resfriamento contínuo para a liga
ferro-carbono, indique nas 3 curvas de resfriamento contínuo as microestruturas
formadas?
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3. Lista de Exercícios
3) Usando o diagrama de transformação (TTT) por resfriamento contínuo para a liga
ferro-carbono, indique nas 3 curvas de resfriamento contínuo as microestruturas
formadas?
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3. Lista de Exercícios
4)
a)
b)
c)
Explique para cada tratamento térmico: recozimento, normalização, têmpera e revenido:
objetivo (finalidade)
metodologia (temperatura de tratamento, encharque e velocidade de resfriamento
Aplicações
5) Explique porque estes fatores influenciam as curvas do diagrama TTT?
composição química ( teor de carbono e elemento de liga)
tamanho do grão austenítico
6) Explique como a martensita da liga Fe-C é obtida através de um resfriamento rápido a
partir da temperatura de austenitização, relacionando com o processo de saída do
carbono de dentro da célula CFC (figura) para formar uma célula tetragonal de corpo
centrado.
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Extra - Lista de Exercícios
1) Usando o diagrama de transformação tempo-temperatura para uma liga de ferrocarbono com composição eutetóide, especifique a natureza da microestrutura final (em
termos de microconstituintes presentes) para uma pequena amostra que foi submetida aos
seguintes tratamentos tempo-temperatura. Para cada caso, suponha que a amostra se
encontra inicialmente a uma temperatura de 8000C e que ela tenha sido mantida a essa
temperatura por tempo suficiente para que atingisse uma completa e homogênea
temperatura austenítica.
a) Resfriamento rápido até 3000C de 1s, manutenção dessa temperatura por 103s
(isotérmico), seguido por um resfriamento lento por 104s até temperatura ambiente.
b) Resfriamento rápido até 6800C, manutenção dessa temperatura por 104s (isotérmico),
seguido por um resfriamento lento por 105s até temperatura ambiente.
c) Resfriamento lento continuo até temperatura ambiente por 105s.
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Extra - Lista de Exercícios
c
b
a
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Extra - Lista de Exercícios
2) Usando o diagrama de transformação tempo-temperatura para uma liga de ferrocarbono com composição eutetóide, especifique a natureza da microestrutura final (em
termos de microconstituintes presentes) para uma pequena amostra que foi submetida
aos seguintes tratamentos tempo-temperatura. Para cada caso, suponha que a amostra
se encontra inicialmente a uma temperatura de 8000C e que ela tenha sido mantida a
essa temperatura por tempo suficiente para que atingisse uma completa e homogênea
temperatura austenítica.
a)
Resfriamento rápido continuo por 8s até temperatura ambiente.
b) Resfriamento rápido até 5750C, manutenção dessa temperatura por 40s, resfriamento
lento até 2000C.
c) Resfriamento rápido até 4000C até 1s, manutenção dessa temperatura por 12s,
resfriamento rápido até 102s até temperatura ambiente.
d) Resfriamento rápido até 3000C, manutenção dessa temperatura por 104s, resfriamento
lento até 105 segundos.
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Extra - Lista de Exercícios
b
a
c
d
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Extra - Lista de Exercícios
3) Usando o diagrama de transformação tempo-temperatura para uma liga de ferro-carbono com
composição hipereutetóide de 1,13%C , especifique a natureza da microestrutura final (em
termos de microconstituintes presentes) para uma pequena amostra que foi submetida aos
seguintes tratamentos tempo-temperatura. Para cada caso, suponha que a amostra se
encontra inicialmente a uma temperatura de 8600C e que ela tenha sido mantida a essa
temperatura por tempo suficiente para que atingisse uma completa e homogênea temperatura
austenítica.
a) Cementita + perlita grossa
b) Martensita 100%
c) 50% Perlita fina + 100% bainita inferior
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Extra - Lista de Exercícios
b
c
a
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Extra - Lista de Exercícios
4) Usando o diagrama de transformação tempo-temperatura para uma liga de ferro-carbono com
composição hip0reutetóide de 0,35%C , especifique a natureza da microestrutura final (em termos
de microconstituintes presentes) para uma pequena amostra que foi submetida aos seguintes
tratamentos tempo-temperatura. Para cada caso, suponha que a amostra se encontra inicialmente
a uma temperatura de 8500C e que ela tenha sido mantida a essa temperatura por tempo
suficiente para que atingisse uma completa e homogênea temperatura austenítica.
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a)ferrita + perlita fina
b) martensita
c) martensita + ferrita
d) ferrita + perlita grossa
e) ferrita + perlita fina + martensita
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5) Analise o diagrama de transformação tempo-temperatura por resfriamento continuo para uma
liga de ferro-carbono
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5) Analise o diagrama de transformação tempo-temperatura por resfriamento continuo para uma
liga de ferro-carbono
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6) Identifique as microestruturas resultantes das seqüência de resfriamento indicadas
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7) Identifique as microestruturas resultantes das seqüência de resfriamento indicadas
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Extra - Lista de Exercícios
8) Coloque os aços abaixo por ordem decrescente de resistência:
-0.3wt%C
-0.3wt%C
-0.6wt%C
-0.6wt%C
-0.6wt%C
-0.9wt%C
-1.1wt%C
esferoidita
perlita grosseira
perlita fina
perlita grosseira
bainita
martensita
martensita........
Resposta
1.1wt%C martensita
0.9wt%Cmartensita
0.6wt%C bainita
0.6wt%C perlita fina
0.6wt%C perlita grosseira
0.3wt%C perlita grosseira
0.3wt%C esferoidita
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Extra - Lista de Exercícios
9) Peças de um aço com 0,77% C (eutectóide) são aquecidas durante 1 hora a 850 °C e depois
são submetidas aos tratamentos térmicos da lista abaixo indicada. Usando o diagrama TTT-TI da
figura determine a microestrutura das peças após cada tratamento.
a) Têmpera em água até à temperatura ambiente
b) Arrefecimento em banho de sais até 680 °C, manutenção durante 2 horas, seguida
arrefecimento em água.
c) Arrefecimento em banho de sais até 570 °C, manutenção durante 3 minutos, seguida
arrefecimento em água.
d) Arrefecimento em banho de sais até 400 °C, manutenção durante 1 hora, seguida
arrefecimento em água.
e) Arrefecimento em banho de sais até 300 °C, manutenção durante 1 minuto, seguida
arrefecimento em água.
f) Arrefecimento em banho de sais até 300 °C, manutenção durante 2 horas, seguida de
arrefecimento em água.
de
de
de
de
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b
c
d
f
e
a
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10.A De acordo com as curvas de resfriamento responda qual o microconstituinte formado: