Atps Materiais de Construçao mecânica

ATIVIDADE  1

• Aula-tema: Estruturas Cristalinas. Imperfeições em Sólidos.

PASSO 1

1. Pesquisar em livros da área, revistas e jornais ou sites da internet as principais características dos materiais que apresentam as classificações básicas que são os metais, cerâmicas, polímeros e compósitos.

Metais:

• Composição: combinação de elementos metálicos.
• Grande numero de elétrons livres.
• Muitas propriedades estão relacionadas a esses elétrons livres.
• Propriedades gerais: Resistência mecânicas de moderada a alta.
• Moderada plasticidade: alta tenacidade, Opacos, Bons condutores elétricos e térmicos.

Cerâmicas:

Composição:  combinação de elementos metálicos e não metálicos (óxidos, carbetos e nitretos).

• Tipos de ligações: Caráter misto, iônico-covalente.
• Tipo de Materiais: Cerâmicas tradicionais, Cerâmicas de alto desempenho vidros e vitro cerâmicas, Cimentos.

Propriedades Gerais: Isolantes térmicos e elétricos, Micrografia eletrônica e varredura de uma amostra de porcelana calcinada (atacada por HF a 50C durante 15s), Isolantes térmicos e elétricos, Refratários, Inércia química, Corpo duros e frágeis.    

Polímeros:

Composição:  compostos orgânicos – Carbono, hidrogênio, oxigênio e outros elementos, tais como nitrogênio, enxofre e cloro.

• Compostos de massas moleculares muitos grandes (macromoléculas).
• Tipos de materiais: Termoplásticos, Termorrígidos, Elastômeros
• Propriedades gerais: Baixa densidade, Flexibilidade e facilidade de conformação, Tenacidade, geralmente pouco resistentes a altas temperaturas.

Compósitos:

• Constituídos por mais de um tipo de material: - matriz reforçador
• Projetados para apresentar as melhores características de cada um dos materiais envolvidos Exemplos: produtos em “fibra de vidro” (“ fib”) são constituídos por fibras de um material cerâmico (vidro) reforçando uma matriz de material polimérico.

1. Completar a tabela 1 apresentada a seguir de acordo com os estudos realizados no passo 1 sobre as noções básicas de materiais metálicos.

Tabela 1 – Características das estruturas cristalinas de sistema cúbico.

[pic 1]

        

PASSO 2

[pic 2]

                                                                                                 

Este Tetraedro representa a relação dos diferentes tipos de ligação para os materiais de                    “ engenharia” com relação.

PASSO 3 (entrevista)

Imperfeições nos sólidos:

Lacunas – produz defeitos no reticulado

Átomo intersticial – produz defeito no reticulado

Átomo substitucional – produz defeitos no reticulado

Macia – produz defeitos no reticulado

Volumétricos – adicionados na fabricação Ex. inclusões, precipitados e etc.  

Vector de Burger Deslocações em cunhas ou helicoidal

Defeitos Pontuais:

Defeitos pontuais: irregularidades que se estendem sobre somente alguns átomos (defeitos adimensionais – dimensão zero), podendo ser lacunas, intersticiais ou substitucionais;

Divisão dos defeitos pontuais:

• Lacuna
• Átomo intersticial
• Átomo substitucional

Impurezas:

Impurezas são elementos ou compostos que estão presente no material no estado bruto ou podem ser adicionados a fim de se conseguir uma propriedade especial no material.

Para conhecimento:

• Defeitos lineares: irregularidades que se estendem através de uma única fileira de átomos (unidimensionais), podendo ser discordância em hélice ou discordância em cunha;
• Defeitos planares: irregularidades que se estendem através de um plano de átomos

(bidimensionais que incluem as superfícies exteriores e os limites de grão interiores), podendo ser contornos de pequeno ângulo,  contornos de grão, interface precipitado – matriz;

• Defeitos volumétricos: defeitos macroscópicos tridimensionais se estendem sobre o conjunto dos átomos na estrutura ou no volume. Como exemplos destes defeitos pode – ser citar os povos, as fendas, os precipitados e as inclusões.

ATIVIDADE 2

• Aula Tema: Propriedades Mecânicas dos Metais (Falha)

[pic 3]

Passo 1

1.Quais são as tensões descritas abaixo, observadas no diagrama?

Tensão até fase elástica ( σEl )

R: 2,6 kN/mm² ou 2.600 N/mm²

Tensão de escoamento (σEsc.)

R: 3,0 kN/mm² ou 3.000 N/mm²

Limite de resistência a tração (σLTR.)

R: 31,7 kN/mm² ou 31.700 N/mm²

Tensão de ruptura de engenharia (σRup-E)

R: 22,1 kN/mm² ou 22.100 N/mm²

Tensão de ruptura verdadeira (σRup-V)

R: Ai = ((8mm)².π)/4 = 50,26mm²

Af = ((5,7mm)²/4 = 25,51mm²

σRup = 22.100/50,26 = 439.713 N

σRup-V = 439.713/25,51 = 17.236,88 N

2. Qual foi a força em N/mm² aplicada até a ruptura do c.p.?

R: 22.100 N/mm²

3. Qual é o módulo de elasticidade ( E ) observado no diagrama?

R: E = σ/Ɛ

E = 1.750N/mm² / 2,6mm = 673,07N/mm² ou  0,67GPa

4. Qual foi o alongamento ou deformação em %, obtida na ruptura do c.p.?

R: 2,6%

PASSO 2

Cada equipe de trabalho receberá um corpo de prova em aço, para submeter ao ensaio de dureza. Durante essa etapa deverão ser observadas as cargas e deformações ocorridas no corpo de prova. Em seguida, responder às questões a seguir.