Ciência e tecnologia dos Materiais

 1) Com relação as propriedades mecânicas dos materiais:

a) Trace um diagrama de tensão x deformação para um material frágil.

b) Trace um diagrama de tensão x deformação para um material dúctil.

c) Identifique os principais pontos e regiões dos dois diagramas de cada material.

d) Mostre como se comporta o material dúctil quando após atingir a região plástica a tensão

for removida.

 

2) Uma barra de metal com 260 mm de comprimento e que possui uma seção transversal circular

com 28 mm de diâmetro é tracionada com uma carga de 90000 N e apresenta um alongamento 0,91 mm.

Assumindo que a deformação seja inteiramente elástica, calcule o módulo de elasticidade do

metal.

 

3) Um cilindro de metal maciço com um comprimento original de 470 mm é tracionado com uma

tensão de 240 MPa. Considerando que a deformação do metal foi inteiramente elástica, qual será o alongamento resultante? Dados: Módulo de elasticidade do metal = 88 GPa.

 

Resposta =

t = e*deltaL/Lo

240 = 88*lf-470/470

deltaL=1,28mm

 

4) Selecione um aço para a construção da estrutura (não são os rolos)de um laminador de metais a quente numa região que será submetida a 650 °C. Pesquise como funciona o equipamento e explique o porque de sua escolha.

 

R= Para construir a estrutura de um laminador onde a mesma será submetida a uma temperatura de 650 °c, devemos selecionar um aço que suporte tal temperatura, uma ótima solução seria um aço contendo tungstênio, uma opção também seria utilizar um aço com cerca de 20% de cromo pois o mesmo suportaria temperaturas da ordem de 900-1000°c

 

 

5)

a) Descreva e ilustre com fotografias ou desenhos as características das fraturas frágeis, dúcteis

e por fadiga.

 

Uma fratura frágil ocorre pela propagação rápida de trincas, com uma deformação plástica muito pequena ou nula no material adjacente à fratura.

 

 

 

Fratura dúctil – extensa deformação plástica na vizinhança de uma trinca . O processo continua na medida em que o comprimento da trinca aumenta.

 

 

 

Por Fadiga - é uma falha que ocorre em estruturas que estão sujeitas a tensões dinâmicas e oscilantes, tais como pontes, aeronaves e componentes de máquinas. A fadiga é o fenômeno geral de falha de material após vários ciclos de carregamento a um nível de tensão abaixo do limite de resistência à tração.

 

 

b) Qual a finalidade do estudo das fraturas?

 

R =  É determinar se um defeito tipo trinca irá ou não levar o componente a fratura catastrófica para tensões normais de serviço permitindo, ainda, determinar o grau de segurança efetivo de um componente trincado.

 

6) Selecione um material para construção tubulação de gasolina e diesel destinado ao uso e armazenamento que opere nas seguintes condições:

Temperatura máxima de trabalho 60°C; pH das substâncias em contato 3,0 a 9,0; operação 24 h por dia;

peso do equipamento não é uma limitação; serão fabricadas 5 unidades. Justifique suas

escolhas.

R =  Segundo a NBR 14722 de 07/2020 que trata sobre o armazenamento de Líquidos inflamáveis e combustíveis, especifica os requisitos de desempenho da tubulação não metálica, fabricada em polietileno de alta densidade (PEAD), O composto de polietileno deve ser o fornecido pelo fabricante do polímero, de forma que o fabricante do tubo nada acrescente à matéria prima adquirida. A classificação do composto deve ser comprovada pelo seu fabricante com a apresentação da curva de regressão, para cada código de composto. Os compostos de polietileno devem ser classificados como PE 80 ou PE 100.

O material utilizado para fabricação da camada de barreira físico-química interna (liner) fica a critério de cada fabricante. Os tubos, para os efeitos desta norma, são classificados em classe 1: tubo primário com tubo de contenção secundária, onde o tubo primário é encamisado pelo tubo de contenção secundária no processo de fabricação; classe 2: tubo primário de parede simples. O tubo primário das classes 1 e 2 deve atender aos requisitos descritos abaixo e o tubo secundário (contenção ou segunda parede) da classe 1 deve atender aos requisitos descritos abaixo.

O tubo primário deve ser fabricado com múltiplas camadas, sendo uma camada estrutural de polietileno de alta densidade (PEAD), PE80 ou PE100, e no mínimo uma segunda camada interna visível como barreira físico-química interna contra permeabilidade (liner). O tubo de contenção secundária deve ser fabricado em polietileno de alta densidade (PEAD), PE80 ou PE100, e deve ser capaz de conter e possibilitar a detecção de vazamento. O tubo de contenção secundário não pode ser fornecido separadamente do tubo primário.

 

A conexão mecânica e/ou transição mecânica é aplicável à interligação sem aplicação de calor, que assegure estanqueidade e resistência a esforços axiais. A conexão e/ou transição para interligação mecânica deve ser feita em aço inoxidável ou metal niquelado. Os selos de vedação, quando aplicáveis, devem ser de elastômero, polímero, plástico ou metais macios maleáveis, resistentes a combustíveis e fluidos de ensaio.