Materias de construção mecanica

Passo 1:

Por conveniência, a maioria dos materiais de engenharia é classificada em três classes principais, que são: materiais metálicos, materiais poliméricos (plásticos), e materiais cerâmicos. Em adição a esses três tipos, um estudo mais abrangente deve incluir outro tipo, que exibe atualmente grande importância tecnológica: os materiais compósitos ou conjugados.

Materiais Metálicos: Os materiais metálicos são substâncias inorgânicas compostas por um ou mais elementos metálicos e podem também conter elementos não metálicos. Exemplos de materiais metálicos: aço, cobre, alumínio, níquel e titânio. Elementos não metálicos como carbono, nitrogênio e oxigênio podem estar contidos em materiais metálicos. Os metais tem uma estrutura cristalina, na qual os átomos estão arranjados de maneira ordenada. Eles, em geral, são bons condutores térmicos e elétricos. Quase todos os metais são mecanicamente resistentes, dúcteis e muitos mantém esta resistência mesmo em altas temperaturas.

Materiais Poliméricos (Plásticos): A maioria dos materiais poliméricos consiste de cadeias moleculares orgânicas (carbono) de longa extensão. Estruturalmente, a maioria destes materiais não é cristalina, porém alguns exibem uma mistura de regiões cristalinas e não cristalinas. A resistência mecânica e ductilidade dos materiais poliméricos variam enormemente. Devido à natureza da estrutura interna, a maioria dos plásticos conduzem eletricidade e calor de maneira extremamente precária. Isto permite que os mesmos sejam frequentemente utilizados como isolantes, tendo grande importância na confecção de dispositivos e equipamentos eletrônicos. Em geral, os materiais poliméricos tem baixo peso especifico e apresentam temperatura de decomposição relativamente baixa.

Materiais Cerâmicos: Os cerâmicos são materiais inorgânicos constituídos por elementos metálicos e não metálicos unidos por meio de ligações químicas. Estes materiais podem ser cristalinos, não cristalinos ou uma mistura de ambos. A maioria dos cerâmicos apresenta alta dureza e elevada resistência mecânica, mesmo em altas temperaturas. Entretanto, tais materiais são normalmente bastante frágeis. Uma gama bastante ampla de novos materiais cerâmicos está sendo desenvolvida, tendo como objetivo diversas aplicações, como é o caso de peças para motores de combustão interna.

Materiais Compósitos: Os materiais compósitos ou conjugados são combinações de dois ou mais materiais. A maioria destes materiais consiste de um elemento de reforço envolvido por uma matriz, constituída de resina colante com o objetivo de obter características especificas e propriedades desejadas. Geralmente, os componentes não se dissolvem um no outro e podem ser identificados fisicamente por uma interface entre os mesmos, bem definida. Os materiais compósitos podem ser de vários tipos e os mais comuns são os fibrosos (fibras envolvidas por uma matriz) e os particulados (partículas envolvidas por uma matriz). Existe uma infinidade de tipos de elementos de reforços, bem como matrizes usadas industrialmente. Dois tipos notáveis de materiais compósitos, usados intensamente na indústria, são: fibra de vidro em matriz de epóxi e fibra de carbono também em matriz de epóxi. Um exemplo bastante familiar de material compósito é o concreto armado, que nada mais é que uma matriz de concreto.

Estrutura Cristalina Átomos por célula unitária Parâmetro de rede Fator de empacotamento atômico Número de coordenação Exemplo de metais

Cúbica Simples 1 átomo/ célula 2R 0,52 6 Manganês (Mn)

Cúbica de Corpo Centrado 2 átomos/ célula 4R / √3 0,68 8 Cromo (Cr)

Cúbica de Face Centrada 4 átomos/ célula 2√2R 0,74 12 Prata (Ag)

Hexagonal Compacta 6 átomos/ célula _ 0,74 12 Zinco (Zn)

Passo 2:

Microestrutura: Estrutura de um objeto, material ou organismo muito aumentado, obtido por microscópio.

Composição: Modo pelo qual os elementos constituintes do todo se dispõem e integram; organização.

Síntese e processamento: Conjunto de técnicas para obtenção de materiais com formas e propriedades especifica.

Desempenho: Resposta do material a um estimulo externo, presente nas condições reais da utilização.

Passo 3:

Quando falamos em Ciência dos Materiais ou Propriedades dos Materiais, estamos falando dos Metais, Polimeros e Cerâmicas. Quando falamos em materiais estamos falando em três grandes famílias de produtos. O engenheiro de materiais precisa conhecer os materiais existentes, as estruturas da matéria para que possa fabricar "peças" de acordo com a necessidade da empresa ou do cliente e caso não ouver um material adequado para uma determinada função e necessario desenvolver. Hoje trabalho em uma industria Siderurgica, faço controle de produção execulto ensaios para verificar se o aço está sendo produzido conforme especificações do pedido. E necessário ficar sempre atento com a temperatura elevada pois a mesma pode causar imperfeições afetando diretamente a propriedade do material.

As imperfeições encontradas nos sólidos são defeitos pontuais, defeitos de linha (discordância), defeitos de interface (grão e maclas), defeitos volumétricos (inclusões precipitadas)

Defeitos pontuais são defeitos que ocorrem no entorno de um único ponto retilico. Eles não se estendem no espaço de qualquer dimensão.

Os defeitos pontuais são divididos em vazios ou lacunas e interstícios.

A indústria utiliza a imperfeição estrutural para criação do aço, acrescenta carbono ao ferro.

ATIVIDADE 2

Passo 1:

Quais são as tensões descritas abaixo, observadas no diagrama?

Tensão até fase elástica ( σEl)

R: 2,6 kN/mm² = 2600 N/mm²

Tensão de escoamento ( σEsc. )

R: 3,0 kN/mm² ou 3000 N/mm²

Limite de resistência a tração ( σLTR. )

R: 31,7 kN/mm² ou 31700 N/mm²

Tensão de ruptura de engenharia ( σRup-E )