2º. Prova – Duração de 1 hora e 50 minutos 1. (3,0) Um corpo de prova cilíndrico feito de alumínio, com diâmetro de 12,8 mm e

comprimento útil de 50,80 mm, foi tensionado em tração. Usar as características carga-

deslocamento tabuladas abaixo advindas do ensaio para responderas perguntas de (a) a (c).

Para o cálculo do limite de escoamento considerar a técnica de offset 0,2%. Necessariamente

plotar o gráfico para resultados precisos, pode ser utilizado o excel ou origin.

Carga (N) Comprimento do

CP (mm) Obs:

0 50,800

7.330 50,851

15.100 50,902

23.100 50,952

30.400 51,003

34.400 51,054

38.400 51,308

41.300 51,816

44.800 52,832

46.200 53,848

47.300 54,846

47.500 55,880 Carga máxima

46.100 56,896

44.800 57,658

42.600 58,420

36.400 59,182 Fratura

CP – Corpo de prova

a) (1,0) Calcular a resiliência (resposta em N.m/m3)

b) (1,0) Calcular a Tenacidade (resposta em N.m/m3)

c) (1,0) O expoente n de encruamento e K de resistência

Universidade de São Paulo – USP

Escola de Engenharia de Lorena – EEL

Departamento de Engenharia de Materiais – Demar

Disciplina: LOM-3016 – Introdução a Ciência dos Materiais Prof. Dr: Cassius O.F.T Ruchert

Aluno: No USP.:

Ano/Semestre: 2021/1 Turma: 1N6 Turno: Noturno Data: 26/07/2021

2. (2,0) Os dados a seguir foram obtidos após uma série de ensaios de impacto Charpy tipo A realizados em um aço de baixo carbono. Pede-se:

Temperatura (oC) Energia Absorvida (J)

50 76

40 76

30 71

20 58

10 38

0 23

-10 14

-20 9

-30 5

-40 1,5

(a) (0,5) Monte o gráfico (utilize anexo) de energia de impacto em função da temperatura

(b) (1,5) Determine a temperatura de transição dúctil-frágil a partir da técnica da média

das energias e compare com a técnica de 20J. Qual técnica é mais a conservativa

(segura)?

3. (2,0) Considere os diagramas apresentados nas figuras 1 a 3 abaixo. Responda sucinta e claramente: a) (0,5) Como se designam esses diagramas e que informação eles fornecem? b) (0,5) Identifique nas figuras 1 e 2 cada uma das linhas assinaladas por c até g, e assinale as microestruturas correspondentes às áreas por eles delimitadas. c) (0,5) Analise as posições das linhas f e g nos dois casos (figuras 1 e 2) justificando eventuais diferenças. d) (0,5) Descreva as microestruturas formadas pelos resfriamentos correspondentes às linhas A, B, C e D dada na figura 3.

a) Designam curvas TTT ou CCT dependendo da taxa de resfriamento. Fornecem a microestrutura, um percentual relativo delas, mediante o tempo e temperatura de análise.

b) Na figura c) As diferenças são evidentes pois quanto maior o teor de carbono as linhas f e g se

deslocam para baixo logo aumentando o campo de austenita e tb fazendo com que as transformações de austenita para martensita ocorram em temperaturas mais baixas comparados ao aço com menor teor de carbono.

d) Na figura

4) (1,0) Explique o motivo de se realizar e qual a diferença entre os tratamentos térmicos de

Austêmpera e Martêmpera (rota de temperatura, microestrutura formada). Utilize desenhos

esquemáticos para explicar.

T eutetoide T eutetoide

5) (2,0) Usando o diagrama de transformação isotérmica para uma liga ferro-carbono com composição eutetóide abaixo, especificar a natureza da microestrutura final (em termos dos microconstituintes presentes e das porcentagens aproximadas) de uma pequena amostra que foi submetida aos seguintes tratamentos tempo-temperatura. Admitir que a amostra se encontre inicialmente a 720 oC e que foi mantida nesta temperatura tempo suficiente para sua austenitização completa.

(a) (0,5) Resfriamento rápido até 350 oC, manutenção nessa temperatura durante 104 s, e a

seguir resfriamento rápido até a temperatura ambiente;

(b) (0,5) Resfriamento rápido até 250 oC, manutenção nessa temperatura durante 100 s, e a

seguir resfriamento rápido até a temperatura ambiente;

(c) (1,0) Resfriamento rápido até 650 oC, manutenção nessa temperatura durante 20 s,

resfriamento rápido até 400 oC, manutenção neste temperatura durante 103 s, e a seguir

resfriamento rápido até a temperatura ambiente.

Fórmulas:

1 MPa=1 N/mm2

1 Pa = 1 N/m2

e=εc

)1( eengv +=σσ

eE ∆∆= σ

Ee

RU 2

2σ=

ntt Kεσ =

εv=ln(Lf/Lo)

Mat. Dúcteis

Mat. Frágeis

Ut= (σesc + σLRT)/2 . εfratura em N.m/m3

Ut= 2/3 . σLRT. εf ratura em N.m/m3

minminmax

2EEEEtrans +

+

=

DDDRA 20

220 −=

LLL

i

ifL−

=∆%

Obs1. Se o aluno porventura acreditar que está faltando algum dado necessário na execução do

exercício favor supor que eu analisarei durante a correção.

Obs2. A prova pode ser realizada a lápis e com letra legível, sendo que a resposta final (quando

for cálculo) grafada a caneta OBRIGATORIAMENTE.

Obs3. Os gráficos podem ser realizados por planilhas eletrônicas como Excel ou origin;

Obs4. Não esqueça de nomear a prova, colocar o número USP e também nas folhas de execução.

Obs7. Pode utilizar calculadora científica na execução dos cálculos matemáticos.

BOA PROVA !!!!!!!