Lista de exercícios de Metalurgia do Pó

1) Explique sucintamente o gráfico abaixo que compara um processo convencional de fabricação com o processo MP.

A explicação, certinha como Oscar quer, está com Ricardo.

2) Explique qual a principal diferença entre pós cerâmicos e metálicos?Pós cerâmicos: são mais finos, por conseguinte possuem maior área superficial.

3) Quais as etapas na manufatura de um componente via processos MP?1-Produção de pós, 2-mistura (homogeneização), 3-compactação (HIP, CIP ou MIM), 4-sinterização (obs: no processo HIP ocorre sinterização juntamente com a compactação, logo, dispensa a etapa de compactação posterior) e 5-operação secundárias (caso necessário: usinagem, calibração, tratamento térmico, etc).OBS: Para estudar para prova é bom estudar cada etapa.

4) Que tipo de pó apresenta a maior área de superfície específica? O pó cerâmico ou o pó metálico?Pós cerâmicos

5) Quais os principais processos de preparação de pós metálicos?1- Processos mecânicos (moagem de alta energia e usinagem pela produção de cavaco), 2-atomização, 3-redução de óxidos finos e 4-eletrolítica.

6) O método de atomização é o mais utilizado para a preparação de pós metálicos. Descreva em linhas gerais o método e as principais variáveis que influem no processamento.Variáveis: Tipo de gás utilizado (He, Ar, Ar, H2O), velocidade do gás, pressão do gás, diâmetro do obturador, tempo de vôo.A explicação, certinha como Oscar quer, está com Ricardo.

7) Explique os processos de infiltração e impregnação. Cite exemplos e explique a utilização desses dois processos na manufatura de componentes.Impregnação: peça poroso impregnada com óleo. (ex: mancais de bronze)Infiltração: Peça porosa infiltrada com metal líquido. (ex: contato elétrico)

8) Quais os principais processos da etapa de conformação de pós metálicos para a fabricação de componentes? Obs: esqueci qual a observação Oscar fez sobre essa questão. (não a respondeu)

9) Defina sucintamente o processo de sinterização nos metais.Sinterização: A sinterização consiste no aquecimento dos compactados verdes, obtidos na operação de compactação, a temperaturas elevadas, porém abaixo do ponto de fusão do metal ou do principal constituinte da liga metálica considerada, sob condições controladas de tempo, temperatura e atmosfera.Obs: igual ao slide do arquivo PM_TRATAMENTOS_TÉRMICOS[1].ppt.

10) Qual a força motriz no processo de sinterização de uma maneira geral e de maneira específica na sinterização de metais e ligas metálicas?A força motriz para a sinterização é a redução da área superficial (e da energia superficial) obtida pela substituição de um pó solto tendo superfícies com alta energia (sólido-vapor) por um sólido ligado tendo contornos de grão com energia mais baixa.Obs: igual ao slide do arquivo PM_TRATAMENTOS_TÉRMICOS[1].ppt.

11) Quais as etapas na sinterização SSS (solid state sintering)?Sinterização inicial: rearranjo das partículas de pó e formação de uma ligação forte ou pescoço nos pontos de contato entre partículas; densidade relativa aumenta ~10%.Sinterização intermediária: tamanho dos contatos aumenta, porosidade diminui substancialmente e partículas se aproximam levando à retração da peça; contornos de grão (e grãos) são formados e crescem lentamente; densidade relativa pode chegar a ~90%; estágio termina quando os poros estão isolados.Sinterização final: poros se fecham e são eliminados lentamente com pouca densificação; tamanho de grão aumenta.Obs: igual ao slide do arquivo PM_TRATAMENTOS_TÉRMICOS[1].ppt.

12) Quais as etapas na sinterização com fase líquida LPS (liquid phase sintering)?Rearranjo de partículas: formação e fluxo viscoso de um líquido que molha o sólido, se espalha e junta as partículas por pressão capilar, causando alguma densificação.Solução-precipitação: dissolução de

a. partículas sólidas pequenas no líquido e precipitação nas superfícies sólidas de partículas grandes;

b. contatos partícula-partícula e precipitação em grãos não comprimidos;

c. cantos agudos e precipitação em superfícies côncavas.Coalescência: crescimento de grão ocorre de modo a formar um esqueleto sólido de partículas.Obs: igual ao slide do arquivo PM_TRATAMENTOS_TÉRMICOS[1].ppt.

13) Quais as atmoferas de sinterização mais utilizadas?Vácuo, atmosfera redutora (H2 e N2 (gás verde)), gás inerte (He e Ar)

14) Explique em que consiste a moldagem por injeção (MIM- Metal Injection Moulding). Como surgiu o processo MIM e para a manufatura de que tipo de peças ou componentes metálicos esse processo se adequa melhor?Obs: não copiei, estava entrando na sala de aula. (caso Ricardo não a tenha, vou pesquisar nos slides)

15) Quais os dois tipos de moldagem por injeção?Alta pressão e baixa pressão.

16) Qual a etapa mais cara e mais crítica do processo da moldagem por injeção?Etapa de extração. Obs: há o detalhe da peça poder ser manuseada, lubrificação da matriz, etc.

17) Explique o processo HIP (Hot Isostatic Pressing) ou compactação isostática a quente.Obs: Não tenho ainda a resposta na forma que Oscar quer, preciso pegar com Ricardo, caso ele também não tenha vou copiar dos slides.

18) Qual a vantagem mais imediata da utilização da compactação isostática a quente (HIP)?Material sofre compactação juntamente com sinterização, ou seja, não precisa sinterização posterior.

19) Como a compactação isostática a quente melhora as propriedades mecânicas e a trabalhabilidade dos componentes?Maior homogeneidade, menor tamanho médio de grãos, melhor distribuição das fases, otimização microestrutural, menor ocorrência de segregações.

20) Cite exemplos de componentes fabricados via compactação isostática a quente (HIP).aços rápidos, compósitos de matrizes metálicas, materiais magnéticos;

21) O que significa o termo “near-net shape”?Forma próxima da original.

22) No caso da CIP (compactação isostática a frio), em que a última difere da HIP?Na HIP o material já sai sinterizado, na CIP a sinterização ocorre após a compactação.

23) Qual a etapa subseqüente do processo CIP? Sinterização.

24) Na fabricação de um componente usado como contato elétrico de tungstênio e cobre (W-Cu) qual seria o processo utilizado? E na fabricação de um mancal poroso? Como funciona um mancal poroso fabricado por MP?Contato elétrico de Tungstênio e Cobre (HIP)Mancais porosos ou autolubrificante (CIP)Ao submeter o mancal à rotação, o óleo é arrastado dos poros até a superfície do eixo por conseqüência do aumento de temperatura que diminui a fluidez do óleo, promovendo a formação de película lubrificante. Interrompendo-se a rotação, o óleo é reabsorvido aos poros por efeitos de capilaridade e tensão superficial.Obs: eu preciso verificar essa resposta com Ricardo, na forma certinha como Oscar quer.

25) Qual seria uma rota alternativa na fabricação de um contato elétrico de tungstênio- cobre (W-Cu)?Moagem de alta energia.

26) Em que consiste o processo de mechanical alloying (mecanosíntese)?Síntese de misturas de pós elementares, puros ou combinados, em moinhos de alta energia, por moagem a seco. Os elementos são colocados em uma jarra contendo bolas, ocorrendo colisão entre alas e o material a ser moído. Promove-se a quebra das partículas e formação de compostos devido à energia liberada (repetidas soldagens seguidas de fraturas).Obs: preciso confirmar junto aos slides.

27) Como você avaliaria a evolução de um processo de mecanosíntese para a obtenção de uma liga a partir dos pós elementares? Que técnica você utilizaria?Obs: preciso confirmar junto aos slides .