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Tecnologia Mecânica III

Prof. Engº Marcos A. Gasparin dos SantosEmail: m.gasparin@globo.comEmail: m.gasparin@globo.com

Departamento de Mecânica/MecatrônicaCentro Estadual de Educação Tecnológica Paula Souza

– ETEC JORGE STREET

Revisão: 01 de 03/02/2016

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Tecnologia Mecânica III

ÍTENS BASE TECNOLÓGICA

1 Processos de Fundição: introdução, definição, tipos de processos de fundição (fundição em casca, fundição em areia, fundição em moldes permanentes, fundição sob pressão, fundição centrífuga e fundição de precisão em cera perdida) e importância do processo de fundição.

2 Processos de conformação Mecânica: Processos Primários suas

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2 Processos de conformação Mecânica: Processos Primários suas características de trabalho a quente, caracteristica trabalho a frio, tipos de processos de conformação: laminação, trefilação, forjamento, extrusão, estampagem

3 Ordenamento Técnico: normas técnicas , manuais e catálogos

Tecnologia Mecânica IIICRONOGRAMAS DE AULAS

Dia/Mês TEMA

15/02 Apresentação : Princípios de Solidificação. Fundição e fusão dos metais.

22/02 Introdução a Processos Metalúrgicos – tipos de Processos – Fundição e tipos de processos de Fundição

29/02 Considerações - Desenho da Peça e Projeto do Modelo

07/03 Processos de Moldagem – Moldagem em Areia, Moldes Metálicos – Tipos e 07/03 Processos de Moldagem – Moldagem em Areia, Moldes Metálicos – Tipos e Máquinas, Fundição Investimento Casting ou Cera Perdida ( de Precisão)

14/03 Processo de Fundição em Casca ou Shell Molding, Moldagem Cerâmica, Fundição Centrífuga, Fusão de Metais - Tipos de Fornos

21/03 Fusão de Metais – Tipos de Fornos, Desmoldagem, Limpeza e rebaração, Controle de Qualidade

28/03 Prova

04/04 Resultados Prova

11/04 Introdução Processos de Conformação Mecânica

18/04 Processos Primários e características de trabalho a quente3

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CRONOGRAMA DE AULAS

Data/Mês TEMA

Características de Trabalho a Frio - Laminação

Trefilação

Forjamento

Extrusão

Estampagem de Metais

Normas Técnicas, catálogo de Fabricantes

Prova

Resultados da Prova

Apresentação Seminário

Apresentação Seminário

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Metodologia de Aula• Aulas serão expositivas através de projetor;• Material será disponibilizado para os alunos

através sala virtual.• Teremos 2 (duas) Provas, serão questões • Teremos 2 (duas) Provas, serão questões

dissertativas;• Todo material terá um questionário que deverá

ser entregue ao Professor na aula seguinte, atividade Individual, exercício de avaliação;

• As questões das Provas saíram do questionário.

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• Trabalhos adicionais: Seminário sobre temas da disciplina, onde no 1º Bimestre deverá ser entregue ao Professor para correção inicial, no 2º Bimestre deverá entregar novamente o trabalho com as correções solicitadas pelo professor no 1º Bimestre, o material impresso deve ter as com as correções solicitadas pelo professor no 1º Bimestre, o material impresso deve ter as seguintes informações:

• Capa;• Folha de Rosto;• Sumário;• Tema do trabalho;

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• Fundamentação Teórica;• Definição de Termos;• Cronogramas;• Referências Bibliográficas ( Livros Técnicos e Apostilas

Técnicas, não será aceito links de pagina da Internet);Técnicas, não será aceito links de pagina da Internet);• Lista de Tabelas;• Referências;• Apêndices;• Anexos (fotos tiradas da Internet são aceitas e devem

apresentar o link de onde foi retirada);• Tabelas.

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• TEMAS DO TRABALHO (grupo de 4/5 alunos):

1) Fundição em areia;

2) Fundição em Casca – Shell Molding;

3) Fundição em Cera Pedida ou Investiment3) Fundição em Cera Pedida ou InvestimentCasting;

4) Fundição Sob Pressão;

5) Fundição Centrífuga;

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6) Laminação de Metais;

7) Trefilação de Metais;

8) Forjamento;

9) Extrusão de Metais;9) Extrusão de Metais;

10)Estampagem de Metais.

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• O material deverá retirado de livros e apostilas técnicas, de Organismos de Ensino reconhecidos, isto é, Universidades, faculdades, Escola de Ensino Técnico(SENAI e ETEC’S);Ensino Técnico(SENAI e ETEC’S);

• Objetivo: desenvolver capacidade de leitura, interpretação e pesquisa científica.

• Fotos, cronogramas, Fluxogramas e demais materiais para compor o trabalho, deveram mencionar o links.

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• Apresentação do Trabalho no fim do semestre deve ser:

1) Em Power Point;

2) Ter um Slide de abertura;2) Ter um Slide de abertura;

3) Slides de conteúdo (resumo do Trabalho impresso);

4) Slide de Fechamento;

5) Tempo de apresentação: 10-15 minutos/ grupo.

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• Regras de Preparação Slides em Power Point:

a) Quanto menos melhor;

b) Garanta Visibilidade;

c) Cuidado Efeitos e Cores;c) Cuidado Efeitos e Cores;

d) Cuidado com Gráficos;

e) Cuidado com a ortografia;

f) Domine as Informações expostas.

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Bibliografia para referência:

1. Tecnologia Mecânica – Processos de Fabricação e Tratamento – Vicente Chiaverini– Ed. MacGraw Hill – 2ª Edição.– Ed. MacGraw Hill – 2ª Edição.

2. Metalografia dos Produtos Siderúrgicos Comum – Hubertus Colpaert – Ed. Edgard Blücher Ltda – 3ª Edição.

3. Aços e Ferros Fundidos – Vicente Chiaverini –Ed. ABM.

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1) Princípio de Solidificação dos Metais

• Solidificação é um fenômeno universal de grande importância científica e tecnológica.

• A solidificação é uma transição de estado, de líquido para sólido; todas as transições são

• A solidificação é uma transição de estado, de líquido para sólido; todas as transições são caracterizadas por mudanças bruscas nas propriedades dos materiais.

• Os átomos no estado líquido possuem muito mais mobilidade do que os átomos no estado sólido.

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• A transformação do estado líquido para o sólido (e vice versa) ocorre devido a transformação da matéria para uma condição mais estável com menor energia livre.

• Para que o processo de solidificação aconteça deve haver uma redução de energia livre.

• Desta forma no ponto de equilíbrio nada acontece, pois as energias dos dois estados são iguais.

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• A solidificação somente ocorrerá se o metal for resfriado abaixo da temperatura de equilíbrio.

• Essa diferença entre a temperatura de • Essa diferença entre a temperatura de

equilíbrio e a temperatura onde a solidificação

efetivamente acontece chama-se grau de super resfriamento.

• Quanto maior a taxa de resfriamento maior o grau de super resfriamento.

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• O controle do tamanho e forma do grão, da homogeneidade e da integridade do material sólido pode ser feito, na solidificação, pelo controle das velocidades de nucleação e de crescimento de fases. de crescimento de fases.

• O controle adequado da velocidade de solidificação é uma ferramenta tecnológica essencial para se melhorar e obter novas propriedades.

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• A importância da solidificação é notável em metais e ligas metálicas, mas os seus princípios podem ser usados em qualquer material, como polímeros, vidros, biomateriais, etc.biomateriais, etc.

• Um exemplo comum: a solidificação de um lingote metálico (um lingote de aço), é freqüentemente utilizada para se descrever, em linhas gerais, o fenômeno.

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Mecanismos de Nucleação:

• Nucleação homogênea

– Próprio metal fornece átomos para formar núcleos

– Sub-resfriamento usualmente de centenas de graus Celsius– Sub-resfriamento usualmente de centenas de graus Celsius

• Nucleação heterogênea

– Presença de agentes nucleantes: superfície do recipiente, impurezas insolúveis, ou material estrutural

– Prática industrial: sub-resfriamento de 0,1 a 10°C

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Núcleos

Contornos de grãoLíquidoLíquido

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Núcleos

Cristais que formarão grãos

Grãos

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Processo de solidificação-Formação dos grãos:• Os grãos são formados no início do processo de

solidificação a partir de pequenos agrupamentos de átomos chamados de núcleos.

• Cada núcleo da origem à um grão com crescimento cristalográfico em direção diferente de seus vizinhos.

• Cada núcleo da origem à um grão com crescimento cristalográfico em direção diferente de seus vizinhos.

• Quando resta pouco líquido e os diferentes grãos começam a se encontrar,formam o contorno de grão.

• O contorno de grão é uma região pequena, desordenada, sem uma estrutura cristalina definida, sendo portanto, uma região de maior energia que a do interior do grão.

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ESTRUTURA DOS GRÃOS:1) Grãos equiaxiais

– Crescimento de cristais aproximadamente igual em todas as direções;em todas as direções;

– Solidificação rápida;

– Usualmente adjacentes a parede fria do molde, (zona coquilhada) mas podem aparecer no centro do lingote também dependendo do tamanho do molde e da velocidade de resfriamento.

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2) Grãos colunares:

– Longos, finos, grosseiros;

– Solidificação relativamente lenta em gradiente de temperatura;gradiente de temperatura;

– Perpendiculares à parede fria do molde.

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Estruturas de grão

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Grãos colunares em um lingote de alumínio fundido:reativo de Tucker

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Frente de solidificação com crescimento dendrítico

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Aspecto das dendritas

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Tecnologia Mecânica IIIFormação do vazio após a solidificação: Em geral os sólidos apresentam menor volume que os líquidos, ocorrendo uma contração durante a solidificação

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QUESTIONÁRIO

1) O que é solidificação de metais?

2) Para haver solidificação de um metal deve ocorrer o que?ocorrer o que?

3) Quais são os mecanismos de solidificação?

5) Quais os tipos de estruturas de grãos?

6) O que é estrutura de grão eqüiaxial?

7) O que é estrutura de grão colunar?

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2) Introdução a Processos Metalúrgicos

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