O Estudo Dirigido

Universidade Federal de Campina Grande

Centro de Ciências e Tecnologia

Unidade Acadêmica de Engenharia Mecânica

Área de Metalurgia e Fabricação

Disciplina: Materiais de Construção Mecânica I

Estudo dirigido 1

1. Cite e comente os principais métodos de preparação de ligas.

Fusão conjunta, metalurgia conjunta, processo eletrolítico e Metalurgia do pó. Fusão conjunta os metais são fundidos e resfriados rapidamente. Metalurgia conjunta acontece a mistura em proporção indicada colocando num forno metalúrgico, como por exemplo a liga Fe-Mn. Processo eletrolítico ocorre pela eletrólise simultânea de dois ou mais sais, como por exemplo os sulfatos de cobre e níquel de uma liga Cu-Ni. Metalurgia do pó ocorre a mistura pulverulenta dos metais é colocada num molde, coberto de carvão e aquecida sob pressão.

1. Defina metal puro, liga metálica, elemento de liga e impureza.

O metal puro é um metal que não está misturado com nenhum outro metal, nem com impurezas, e não está combinado a nenhuma substância, sendo assim é constituído por átomos de um único elemento metálico. As ligas metálicas são formadas pela mistura de dois ou mais elementos, sendo ao menos um classificado como metal. Impurezas são substâncias dentro de uma quantidade confinada de líquido, gás, ou sólido, que diferencia da composição química do material ou composto.

1. Os materiais poliméricos são caracterizados por sua elevada plasticidade. O que confere a estes materiais esta característica?

Deve-se ao fato de o polímero possuir sua estrutura amorfa (desordenada).

1. Por quê os metais ainda ocupam a posição mandatária como principal material de fabricação do ser humano.

Pois varias aplicações são satisfeitas pelos metais, sendo pelas suas propriedades, custos e processamentos.  

1. Quais os tipos de materiais usados na engenharia (classificação) e como eles são caracterizados?

Metais, cerâmicos, polímeros e compósitos. Metais são caracterizados pela maleabilidade, ductibilidade, condutibilidade e brilho. Cerâmicos são geralmente uma combinação de elementos metálicos e não-metálicos, geralmente a ligação predominante é iônica, são resistentes a alta temperatura e ambientes severos. Polímeros são moléculas orgânicas longas, compostas por repetição de monômeros e são moldáveis por processos de compressão, transferência, injeção de ar e extrusão, sempre aplicando calor e pressão. Compósitos são caracterizados pela presença de uma interface entre os diferentes materiais (matriz e fibras), a matriz além de conferir forma ao material, tem como principal função distribuir o estresse aplicado ao material entre as fibras.

1. Durante os festejos juninos lhe foram disponibilizados dois espetos curtos, de metal, de mesmo tamanho, um deles possuindo cabo em madeira. Para assar o milho na fogueira qual deles seria o mais recomendado? Justifique a sua resposta.

Tendo em vista que os espetos são curtos o mais indicado é o de madeira, pois sua condutibilidade térmica é muito menor que a do metal e por ter a finalidade de assar o milho o espeto não será queimado, pois terá que ficar um pouco afastado do fogo para não torrar o milho e estragar.

1. O que se entende por propriedade e como se classificam as principais propriedades dos materiais de engenharia?

Propriedade é uma peculiaridade do material em termos do tipo e da intensidade da resposta a um estímulo que lhe é imposto. As principais propriedades são mecânicas, elétricas, térmicas, magnéticas, óticas, deteriorativas (química), econômicas e estéticas.

1. Que fatores influem na seleção de materiais para a engenharia?

Condição de trabalho, disponibilidade, custo, aparência, adaptabilidade ao processo de fabricação e a forma da peça.

1. Dada a figura abaixo, que propriedades podem ser identificadas na mesma? Defina cada uma destas propriedades. Observando a letra (d), o que representam as duas curvas? Qual o motivo da mudança de comportamento destas curvas?

[pic 1]

(A) Materiais não dúcteis sem deformação plástica. (B) Material dúctil com ponto de escoamento definido. (C) Material dúctil sem ponto de escoamento. (D) As curvas tensão-deformação verdadeiras e tensão-deformação nominais. A curva pontilhada representa a curva verdadeira e a continua representa uma curva nominal. Porque na curva pontilhada a tensão e deformação reais ou verdadeiras são baseadas nos valores instantâneos da secção do corpo de prova.

1. Na fabricação da carroceria de um automóvel priorizava-se a segurança do condutor no momento de um abalroamento. Dos materiais abaixo qual deles deveria ser usado? Justifique sua resposta. Neste mesmo automóvel observamos que o painel foi fabricado com material polimérico. Qual a razão desta utilização?

[pic 2]

         Material A, tendo em vista que o material será utilizado na carroceria, o mesmo não pode ter uma grande deformação com a finalidade de manter o habitáculo intacto, visando a integridade do condutor. Porque o material polimérico possui uma alta deformação sendo assim caso ocorra uma colisão o material deforma antes de atingir o condutor.

1. Dados os materiais abaixo, qual deles você usaria para fabricar a haste e a ponta de uma chave de fenda? Justifique sua resposta. E o material do cabo? Justifique também sua resposta.

haste e a ponta            (   ) Polímero              ( X ) Metal                (   ) Cerâmica

cabo                             ( X ) Polímero              (   ) Metal                (   ) Cerâmica

[pic 3]

          Metal para haste e a ponta, pois é um material resistente a impacto e a tração, por ter a tenacidade como uma de sua característica. Polímero para o cabo, pois não é necessária ter uma alta resistência e pode ser facilmente moldável.

1. Dada a Figura 1 abaixo, faça uma explanação sobre a mesma? Valor 2 pontos.

[pic 4]

         A imagem apresenta a linha que o engenheiro deve seguir até chegar à aplicação do material, representando a base para seleção do material. O engenheiro deve levantar as propriedades requeridas para tal aplicação, sendo assim começa pela composição química e o processamento, pois os mesmos interferem diretamente nas propriedades do material, além disso deve-se considerar o comportamento do material durante o processamento e o uso. A microestrutura está relacionada ao arranjo de seus componentes internos, o que pode diferenciar totalmente o material como por exemplo os materiais cristalinos e os amorfos.