Tratamentos Térmicos Curso: Engenharia Mecânica Professor: Manuel Houmard ‐
[email protected] Departamento de Engenharia de Materiais e Construção – Construção – UFMG
Lista de exercícios (Sistema Fe‐C)
Capitulo 9 do Callister (quinta edição)
4) Explique sucintamente por que uma fase proeutetóide se forma ao longo dos contornos de grãos da austenita. 5) (a) Qual é a distinção entre aços hipoeutetóides e hipereutetóides? (b) Em um aço hipoeutetóide, existem tanto a ferrita eutetóide como a ferrita proeutetóide. Explique a diferença entre elas. Qual será a concentração de carbono em cada uma? 6) Considere 1kg de austenita contendo 1,15%p C, resfriada até abaixo de 727°C (1341°F). (a) Qual é a fase proeutetóide? (b) Quantos quilogramas se formam de cementita e de ferrita total? (c) Quantos quilogramas se formam da fase proeutetóide e de perlita? (d) Esboce esquematicamente e identifique a microestrutura resultante. 7) Calcule as frações mássicas de ferrita proeutetóide e de perlita que se forma em uma liga ferro‐carbono que contém 0,25%p C. 8) Uma liga de aço contém 97,5%p Fe, 2,0%p Mo, e 0,5%p C. (a) Qual é a temperatura eutetóide dessa liga? (b) Qual é a composição eutetóide? (c) Qual é a fase proeutetóide? Suponha que não existam alterações nas posições das outras fronteiras entre fases devido à adição do Mo. 9) Calcule a fração mássica máxima de cementita proeutetóide possível para uma liga ferro‐carbono hipereutetóide. 10)As frações mássicas de ferrita total e cementita total em uma liga ferro‐ carbono são de 0,88 e 0,12, respectivamente. Informar se essa é uma liga hipoeutetóide ou hipereutetóide. Por quê? 11)Qual é a concentração de carbono em uma liga ferro‐carbono para a qual a fração de ferrita total é de 0,94? 12)Calcule as frações mássicas de ferrita e cementita na perlita. 13)Qual é a diferença entre uma fase e um microconstituinte? 14)Qual é a fase proeutetóide para uma liga ferro‐carbono na qual as frações
mássicas de ferrita total e cementita total são de 0,92 e 0,08, respectivamente? Por quê? 15)Considere 2,5 kg de austenita contendo 0,65%p C, resfriada até abaixo de 727°C (1341°F). (a) Qual é a fase proeutetóide? (b) Quantos quilogramas se formam de cementita e de ferrita total? (c) Quantos quilogramas se formam da fase proeutetóide e de perlita? (d) Esboce esquematicamente e identifique a microestrutura resultante. 16)A microestrutura de uma liga ferro‐carbono consiste em ferrita proeutetóide e perlita; as frações mássicas dessas duas microestruturas são de 0,286 e 0,714, respectivamente. Determine a concentração de carbono nessa liga. 17)A microestrutura de uma liga ferro‐carbono consiste em ferrita proeutetóide e perlita; as frações mássicas desses microconstituintes são de 0,20 e 0,80, respectivamente. Determine a concentração de carbono nessa liga. 18)Considere 2 kg de uma liga com 99,6%p Fe‐0,4%p C que é resfriada a uma temperatura imediatamente abaixo da eutetóide. (a) Quantos quilogramas de ferrita proeutetóide se formam? (b) Quantos quilogramas de ferrita eutetóide se formam? (c) Quantos quilogramas de cementita se formam? 19)Calcule a fração mássica máxima de cementita proeutetóide possível para uma liga ferro‐carbono hipereutetóide. 20)É possível a existência de uma liga ferro‐carbono para a qual as frações mássicas de ferrita total e cementita proeutetóide sejam de 0,846 e 0,049, respectivamente? Por que ou porque não? 21)É possível a existência de uma liga ferro‐carbono para a qual as frações mássicas de cementita total e perlita sejam de 0,039 e 0,417, respectivamente? Por que ou porque não? 22)Calcule a fração mássica de ferrita eutetóide em uma liga ferro‐carbono que contém 0,43%p C. 23)A fração mássica de cementita eutetóide em uma liga ferro‐carbono é de 0,104. Com base nessa informação, é possível determinar a composição da liga? Caso isso seja possível, qual é a sua composição? Caso isso não seja possível, explique o porquê.
24)A fração mássica de ferrita eutetóide em uma liga ferro‐carbono é de 0,82. Com base nessa informação, é possível determinar a composição da liga? Caso isso seja possível, qual é a sua composição? Caso isso não seja possível, explique o porquê. 25)Para uma liga ferro‐carbono de composição 5%p C‐95%p Fe, faça os esboços esquemáticos da microestrutura que seria observada para condições de resfriamento muito lento às seguintes temperaturas: 1175°C (2150°F), 1 145°C (2095°F) e 700°C (1290°F). Identifique as fases e indique as suas composições (aproximadas). 26)Com frequência, as propriedades de ligas multifásicas podem ser aproximadas pela relação: E(liga) = EaVa+ EbVb onde E representa uma propriedade específica (módulo de elasticidade, dureza etc.) e V representa a fração volumétrica. Os índices subscritos a e b representam as fases ou microconstituintes existentes. Empregue a relação acima para determinar a dureza Brinell aproximada de uma liga com composição de 99,80%p Fe‐0,20%p C. Suponha durezas Brinell de 80 e 280 para a ferrita e a perlita, respectivamente, e que as frações volumétricas podem ser aproximadas pelas frações mássicas. 27)Uma liga de aço contém 97,5%p Fe, 2,0%p Mo, e 0,5%p C. (a) Qual é a temperatura eutetóide dessa liga? (b) Qual é a composição eutetóide? (c) Qual é a fase proeutetóide? Suponha que não existam alterações nas posições das outras fronteiras entre fases devido à adição do Mo. 28)Sabe‐se que uma liga de aço contém 93,8%p Fe, 6,0%p Ni, e 0,2%p C. (a) Qual é a temperatura eutetóide aproximada dessa liga? (b) Qual é a fase proeutetóide quando essa liga é resfriada até uma temperatura imediatamente abaixo da eutetóide? (c) Calcule as quantidades relativas da fase proeutetóide e perlita. Suponha que não existam alterações nas posições das outras fronteiras entre fases devido à adição do Ni.
Capitulo 12 do Callister (quinta edição)
29)(a) Liste as quatro classificações dos aços. (b) Para cada uma dessas classificações, descreva sucintamente as suas propriedades e aplicações típicas.
30) (a) Cite três razões devido às quais as ligas ferrosas são usadas tão amplamente, (b) Cite três características das ligas ferrosas que limitam a sua utilização. 31)Explique sucintamente por que os aços inoxidáveis ferríticos e austeníticos não podem ser tratados termicamente. 32)Qual é a função dos elementos de liga nos aços‐ferramenta? 33)Calcule a porcentagem volumétrica da grafita VGr em um ferro fundido com 3,5%p C, supondo que todo o carbono existe como a fase grafita. Suponha densidades de 7,9 e 2,3 g/cm3 para a ferrita e a grafita, respectivamente. 34)Com base na microestrutura, explique sucintamente por que o ferro cinzento é frágil e fraco quando submetido à tração. 35)Compare os ferros fundidos cinzento e maleável em relação à (a) composição e tratamento térmico, (b) microestrutura, e (c) características mecânicas. 36)Compare os ferros fundidos branco e nodular em relação a (a) composição e tratamento térmico, (b) microestrutura e (c) características mecânicas. 37)Dizer se é possível produzir ferro fundido maleável em peças que possuem grandes dimensões de seção reta. Por que ou por que não?
