lista resultado 02

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DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA PME 2310 – MATERIAIS PARA CONSTRUÇÃO MECÂNICA

LISTA DE EXERCÍCIOS 2

1) O que são soluções sólidas substitucionais e intersticiais? Em qual dessas soluções a mobilidade do átomo de soluto é maior? De que modos podem influenciar na dureza de ligas metálicas, como por exemplo na liga Cu – Ni?

2) Calcule as quantidades de líquido e sólido à temperatura T, dentro do campo L+S (ver figura), para um sistema que solidifica no equilíbrio e outro que solidifica por fora do equilíbrio.

3) Qual é a influência do aumento da taxa de resfriamento sobre a microsegregação? Em que afeta as propriedades mecânicas do material? Refletir na resposta da questão anterior.

Av. Prof. Mello Moraes 2231, Cidade Universitária “Armando Salles de Oliveira” – CEP 05508-900 – São Paulo – SP Telefone (011) 3091-9855 - Fax (011) 3091-2424 – e-mail: sinatora@usp.br

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PME 2310 – RESULTADO DA LISTA 2

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Continuação.

Nº USPNOMEQuestão 1 (3)Questão 2 (3)Questão 3 (4)Nota 5175022Isabela de Almeida Soares33410 5173660Israel B. M. Urorak33410 5202432Ivan Miguel Trindade2338 5177640José Eduardo Corrêa Santana e Silva2237 5179941José Henrique Ricardo Françoso33410 4944101Leandro Marino Takazono Orbolato2147 5174491 Leonardo Bartalini Baruffaldi 3 3 3 9 5175908Luiz Gustavo Pel Bianchi da Silva Lira3339 5173910 Lygia Figueiredo 3 3 3 9 4982810Marcele Sayuri Kondo2327 4895094Marcelo Yoshihiro Fukumoto33410 5175356Marcelo Yutaka Nagayama3249 5174334Marcos H. Y. Matsutani2305 4942590 Marcos Pisaruk 2 1 1 4 5177574Matias Costa Tomazoni33410 5178690Natália Argene Lovate Pereira2024 5178745Natália Bernardi Ghisi33410 4943761Patrícia Alves de Araújo33410 5175568Pedro Marques dos Santos Ventura1348 5180324 Priscila Porr 3 3 3 9 5179684Rafael Cavalcanti de Souza2349 5173844Rafael Celeghini Santiago2237 5176510Rafael Darriba Lamas Pereira33410 4939220Rafael Gonçalves Rizzi3216 5174911Rafael Makoto Shirahigi Sato3328 5179173Rafael Ramos Gonçalves Passos3238 5177848Raoni R. A. de Oliveira33410 5176743Renan Kato Manda3036 5196252Renata Berlinger Saraiva2349 5178703Ricardo Toshiak Takeyama2316 5177275Rodrigo Barros Paes2316 5175721Rodrigo de Moraes Ubarana3025 5174803Rodrigo Hiroshi Yashiro#### 2933922Rodrigo Hudson Watfe33410 4895114Ronaldo Klein Schweder2349 4942478Ronaldo Yuzo Sasaki0000 5180449Silas Alves Guimarães Júnior3227 5178425 Suyami Maruyama 3 3 3 9

5176002Victor Danilo Kumazawa1045

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Respostas 1) intersticiais: átomos de soluto com raio atômico menor que o raio atômico do solvente; substitucionais: raio atômico de soluto e solvente semelhantes. A maior mobilidade está nos átomos de soluto de raio menor que os de solvente, pois se movimentam com facilidade entre os interstícios.

O aumento de dureza em uma solução sólida substitucional, como é o caso das ligas

Cu-Ni deve-se ao fato de que geralmente os átomos de soluto encontram-se desordenados e dificultam o movimento de discordâncias.

Figura 1

Para um caso geral (figura 1), se X é a porcentagem de cobre na liga a temperatura T, a composição de equilíbrio do sólido é S, a de não equilíbrio é S’, e a composição do liquido é L. Assim: No equilíbrio Fração do liq. = (S-X) / (S-L) Fração do sólido = (X-L) / (S-L) Fora do equilíbrio: Fração do liq. = (S’-X) / (S’-L) Fração do sólido = (X-L) / (S’-L) Portanto, comparando as frações de sólido em ambos casos, e já que S’>S, a quantidade de sólido fora do equilíbrio sempre é menor que no caso do equilíbrio.

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3) Aumentar a taxa de resfriamento resulta em um aumento da microsegregação. Como a velocidade de solidificação ultrapassa a velocidade de difusão, a estrutura sólida não é capaz de atingir a uniformidade de composição do equilíbrio (ver figura 2). Dessa forma, sobre os núcleos da fase sólida, são sucessivamente depositadas camadas mais ricas do componente de baixo ponto de fusão. Essa heterogeneidade na composição, distribuição irregular entre átomos de soluto e solvente, resulta em perdas de propriedades em alguns pontos localizados.

Figura 2.

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