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Lista de Exerccios da PP - Valor = 1,0 ptos - Data de entrega: Dia da prova

Utilize apenas uma folha de rosto com seu nome e turma. Dispense a capa dura.-

- S sero considerados trabalhos com respostas manuscritas. O enunciado pode estar digitalizado.

- Na prova no ser permitido consulta trabalho impresso ou xerocado. -

Problemas referentes ao item 1 (Cap 3/Charpter 3)

01.PP (3.6) Mostre que o fator de empacotamento atmico para a CCC de 0,68.

02.PP (3.7) Mostre que o fator de empacotamento atmico para a HC de 0,74.

03.PP (3.8) O ferro possui uma estrutura cristalina CCC, um raio atmico de 0,124 nm, e um peso atmico de 55,85

g/mol. Calcule e compare a sua densidade com o valor experimental encontrado na contracapa deste livro. (7,87

g/ )

04.PP (3.9) Calcule o raio de um tomo de irdio dado que o Ir possui uma estrutura cristalina CFC, uma densidade

de 22,4 g/cm3, e um peso atmico de 192,2 g/mol. (casa) (Resp: R = 0,136)

05.PP (3.21) Esta a clula unitria para um metal hipottico:

a) A qual sistema cristalino pertence essa clula unitria?

b) Como seria chamada essa estrutura cristalina?

c) Calcule a densidade do material, dado que o seu peso atmico de 141

g/mol.

06.PP (3.27) Aqui esto representadas as clulas unitrias para dois metais hipotticos:

(a) Quais so os ndices para as direes indicadas pelos dois vetores na figura (a)?

(b) Quais so os ndices para os dois planos representados na figura (b)?

Problemas referentes ao item 2 (Cap 4/Charpter 5)

07.PP (4.8) Qual a composio, em percentagem em peso, de uma liga que consiste em 6%a de Pb e 94%a de Sn?

A Pb = 207,2 g/mol A Sn = 118,7 g/mol (Resposta CPb = 10,0%p e CSn = 90,0%p)

08.PP (4.12) Qual a composio, em percentagem atmica, de uma liga que consiste em 97%p Fe e 3%p Si ?

A Fe = 56,0 g/mol A Si = 28,08 g/mol (Resposta CFe = 94,2%a e CSi = 5,8%a)

Problemas referentes ao item 3 (Cap 7/Charpter 8)

09.PP (7.5) (a) Defina um sistema de escorregamento. (b) Informe se todos os metais possuem o mesmo sistema de escorregamento. Por que, ou por que no?

10.PP (7.6) (a) Compare as densidades planares (Seo 3.10) para os planos (100), (110) e (111) para a estrutura cristalina CFC. (b) Compare as densidades planares para os planos (100), (110) e (111) para a estrutura cristalina CCC.

(b)

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11.PP (7.11) Considere um monocristal metlico orientado de tal modo que a normal ao plano de escorregamento e a direo de escorregamento esto a ngulos de 43,1 e 47,9 , respectivamente, com o eixo de trao. Se a tenso de cisalhamento resolvida crtica de 20,7 MPa (3000 psi), dizer se a aplicao de uma tenso de 45 MPa (6500 psi) ir causar o escoamento do monocristal. Caso negativo, qual ser a tenso necessria?

12.PP (7.15) Liste quatro diferenas principais entre a deformao por maclagem e a deformao por escorregamento em relao ao mecanismo, s condies de ocorrncia e ao resultado final.

13.PP (7.16) Explique sucintamente por que contornos de gro com baixo ngulo no so to eficazes na interferncia no processo de escorregamento quanto so os contornos de gro com alto ngulo.

14.PP (7.18) Descreva com suas prprias palavras os trs mecanismos para aumento de resistncia discutidos neste captulo (isto , reduo no tamanho do gro, aumento de resistncia por soluo slida e encruamento). Certifique-se de explicar como as discordncias esto envolvidas em cada uma das tcnicas de aumento de resistncia.

15.PP (7.30) Cite sucintamente as diferenas entre os processos de recuperao e de recristalizao.

16.PP (7.33) Explique sucintamente por que alguns metais (por exemplo, o chumbo e o estanho) no encruam quando so deformados temperatura ambiente.

Problemas referentes ao item 4 (Cap 6/Charpter 7)

17.PP (6.4) Um corpo de prova cilndrico feito a partir de uma liga de titnio que possui um mdulo de elasticidade de 107 GPa (15,5 X 10

6 psi) e um dimetro original de 3,8 mm (0,15 pol) ir experimentar somente deformao

elstica quando uma carga de trao de 2000N (450 lbf) for aplicada. Compute o comprimento mximo do corpo de prova antes da deformao se o alongamento mximo admissvel de 0,42 mm (0,0165 pol)

18.PP (6.7) Para uma liga de bronze, a tenso na qual a deformao plstica tem incio de 275 MPa (40.000 psi), e o mdulo de elasticidade de 115 GPa (16,7 X IO

6 psi).

(a) Qual a carga mxima que pode ser aplicada a um corpo de prova com uma rea da seo reta de 325 mm2

(0,5 pol.

2) sem que ocorra deformao plstica?

(b) Se o comprimento original do corpo de prova de 115 mm (4,5 pol.), qual o comprimento mximo para o qual ele pode ser esticado sem que haja deformao plstica?

19.PP (6.9) Considere um corpo de prova cilndrico feito a partir de uma liga de ao (Fig. 6.21, prxima pgina) com 10 mm (0,39 pol.) de dimetro e 75 mm (3,0 pol.) de comprimento, puxado em trao. Determine o seu alongamento quando uma carga de 23.500 N (5300 lbf) aplicada.

20.PP (6.14) Um corpo de prova cilndrico de alumnio com dimetro de 19 mm (0,75 pol.) e comprimento de 200 mm (8,0 pol.) deformado elsticamente em trao com uma fora de 48.800 N (11.000 lbf). Usando os dados fornecidos na Tabela 6.1, determine o seguinte:

(a) A quantidade segundo a qual este corpo de prova ir se alongar na direo da tenso aplicada.

(b) A variao no dimetro do corpo de prova. O dimetro ir aumentar ou diminuir?

21.PP (6.16) Um corpo de prova cilndrico feito de uma dada liga e que possui 8 mm (0,31 pol.) de dimetro tensionado elsticamente em trao. Uma fora de 15.700 N (3530 lbf) produz uma reduo no dimetro do corpo de prova de 5 x 10

-3 mm (2 x 10

-4 pol.). Calcule o coeficiente de Poisson para este material se o seu mdulo de

elasticidade de 140 GPa (20,3 x 106 psi).

22.PP (6.18) Considere um corpo de prova cilndrico de alguma liga metlica hipottica que possui um dimetro de 8,0 mm (0,31 pol.). Uma fora de trao de 1000 N (225 lbf) produz uma reduo elstica no dimetro de 2,8 x 10

-4

mm (1,10 x 10-5

pol.). Calcule o mdulo de elasticidade para esta liga, dado que o coeficiente de Poisson de 0,30.

23.PP (6.30) Um corpo de prova em ferro fundido dctil, que possui uma seo reta retangular com dimenses de 4,8 mm x 15,9 mm (3/16 pol. x 5/8 pol.), deformado em trao.

Carga Comprimento

N l b f m m pol.

0 0 75,000 2.953

4.740 1065 75.025 2.954

9.140 2055 75,050 2,955

12.920 2900 75,075 2,956

16.540 3720 75,113 2,957

18.300 4110 75,150 2,959

20.170 4530 75,225 2,962

22.900 5145 75,375 2,968

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25.070 5635 75,525 2,973

26.800 6025 75,750 2,982

28.640 6440 76,500 3,012

30.240 6800 78,000 3,071

31.100 7000 79,500 3.130

31.280 7030 81,000 3,189

30.820 6930 82,500 3,248

29.180 6560 84,000 3,307

27.190 6110 85,500 3,366

24.140 5430 87,000 3,425

18.970 4265 88,725 3,493

Fratura

Usando os dados de carga-comprimento tabulados acima, complete os problemas de (a) (f). (a) Plote os dados na forma de tenso de engenharia em funo da deformao de engenharia. (b) Compute o mdulo de elasticidade. (c) Determine o limite de escoamento para uma pr-de-formao de 0,002. (d) Determine o limite de resistncia trao desta liga. (e) Calcule o mdulo de resilincia. (f) Qual a ductilidade, em alongamento percentual?

24.PP (6.43) Determine a tenacidade (ou energia para causar a fratura) para um metal que experimenta tanto deformao elstica como deformao plstica. Considere a Eq. 6.5 para a deformao elstica e suponha que o mdulo de elasticidade de 172 GPa (25 x 10

6 psi) e que a deformao elstica termina quando o nvel de

deformao de 0,01. Para a deformao plstica, suponha que a relao entre a tenso e a deformao aquela descrita pela Eq. 6.19, onde os valores para K e n so 6900 MPa (1 X 10

6 psi) e 0,30, respectivamente. Alm disso,

a deformao plstica ocorre entre valores de deformao de 0,01 e 0,75, em cujo ponto ocorre a fratura.

25.PP (6.48) (a) Um penetrador para ensaios de dureza Brinell com 10 mm de dimetro produziu uma impresso com dimetro de 1,62 mm em uma liga de ao, quando foi usada uma carga de 500 kg. Calcule a HB deste material.

(b) Qual dever ser o dimetro de uma impresso para produzir uma dureza de 450 HB, quando uma carga de 500 kg usada?

26.PP (6.49) Estime as durezas Brinell e Rockwell para os seguintes materiais:

(a) O lato naval para o qual o comportamento tenso -deformao est mostrado na Fig. 6.12.

(b) O ao para o qual o comportamento tenso-deformao est mostrado na Fig. 6.21.

RESPOSTAS 17.PP (6.4) = 250 mm (10 pol.) 18.PP (6.7) (a) F = 89.400 N (20.000 lbf) (b) = 115,28 mm (4,511 pol.) 19.PP (6.9) l = 0,10 mm (0,004 pol.) 20.PP (6.14) (a) l = 0,50 mm (0,02 pol.); (b) d = -1,62 x 10

-2 mm (-6,2 x 10

-4 pol.); diminuir.

21.PP (6.16) v = 0,280 22.PP (6.18) E = 170,5 GPa (24,7 x 10

6 psi)

23.PP (6.30) sem resposta 24.PP (6.43) Tenacidade = 3,65 x 10

9 J/m

3 (5,29 X 10

5

pol.-lbm/pol.3)

25.PP (6.48) sem resposta

Fig. 6.21 Comportamento tenso-deformao em trao para um ao carbono simples.

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26.PP (6.49) (a) 125 HB (70 HRB) (b) sem resposta

Problemas referentes ao item 5 (Cap 9/Charpter 10)

27.PP ( - ) Reproduza a Fig 9.6 - Diagrama de fases para o sistema cobre-prata (Fig 10.6 na edio americana), em meia pgina a mo livre, descreva suscintamente as regies do grfico, as linhas e pontos do diagrama, na outra meia pgina.

28.PP (9.27) Informar se possvel a existncia de uma liga cobre-prata com composio de 50%p Ag-50%p Cu a

qual, em condies de equilbrio, consiste nas fases e com fraes mssicas de W = 0,60 e W = 0,40. Se essa

existncia for possvel, qual ser a temperatura aproximada da liga? Se a existncia de tal liga no for possvel,

explicar a razo.

29.PP (9.31) Informar se possvel a existncia de uma liga cobre-prata na qual as fraes mssicas das fases

primria e total so de 0,68 e 0,925, respectivamente, a uma temperatura de 775C (1425F). Por que ou por que

no?

30.PP (9.33) Para uma liga cobre-prata com composio de 25 %p Ag-75%p Cu e a 775C (1425C), faa o seguinte:

(a) Determine as fraes mssicas das fases e .

(b) Determine as fraes mssicas dos microconstituintes primrio e euttico.

(c) Determine a frao mssica de euttica.

31.PP ( - ) Reproduza a Fig 9.22 - Diagrama de fases para o sistema ferro carbeto de ferro (Fig 10.26 na edio

americana), em meia pgina a mo livre, descreva suscintamente as regies do grfico, dando nome e

caractersticas, as linhas e pontos do diagrama. Marque no grfico uma linha vertical delimitando a regio dos aos

da dos ferros fundidos.

32.PP (9.49) (a)Qual a distino entre aos hipoeutetides e hipereutetides?

(b) Em um ao hipoeutetide, existem tanto a ferrita eutetide como a ferrita proeutetide. Explique a difrena

entre elas. Qual ser a concentrao de carbono em cada uma?

33.PP (9.56) A microestrutura de uma liga ferro-carbono consiste em ferrita proeutetide e perlita; as fraes

mssicas dessas duas microestruturas so de 0,286 e 0,714, respectivamente. Determine a concentrao de

carbono nessa liga.

34.PP (9.58) A microestrutura de urna liga ferro-carbono consiste em ferrita proeutetide e perlita; as fraes

mssicas desses microconstituintes so de 0,20 e 0,80, respectivamente. Determine a concentrao de carbono

nessa liga.

RESPOSTAS

27.PP

28.PP (9.27) No

29.PP (9.31) Sim

30.PP (9.33) No tem resposta

31.PP

32.PP (9.49) Resposta literal

33.PP (9.56) Co = 0,55%p C

34.PP (9.58) Co = 0,61%p C

Problemas referentes ao item 6 (Cap 5/Charpter 6)

35.PP (5.1) Explique suscintamente a diferena entre autodifuso e interdifuso?

36.PP ( - ) Relacione as razes pelas quais a temperatura influi na difuso.