atps

Centro Universitário Nossa Senhora do Patrocínio (CEUNSP)

Faculdade de Engenharia e Arquitetura (FEA)

2011

Engenharia de Produção Mecânica

6º Semestre

Disciplina: Materiais de Construção Mecânica II

Submetido ao Professor: Neilo Trindade

Executantes: nº Rgm

Edinei José de Oliveira 57 072757

Leandro Souza de Oliveira 26 068834

Alex Sandro N. Martins 53 070355

Anderson de Jesus Lopes 63 068918

Marcelo Jonatha 32 078957

Atividades 1

1) Pesquise em livros da área, revistas e jornais, ou sites da internet as três classificações principais de materiais sólidos e cite as características químicas que distinguem cada uma delas.

A maioria dos materiais é classificada em três classes principais: Materiais Metálicos, Materiais Poliméricos (Plásticos) e Materiais Cerâmicos.

Metais: Os metais (grupo 1e 2 da Tabela Periódica) podem ser definidos como aglomerados de átomos com caráter metálico em que os elétrons com a camada de valência fluem livremente.

Características:

Maleabilidade: Capacidade que os metais tem de produzir lâminas e chapas muito finas.

Ductibilidade: Se aplicarmos uma pressão adequada em regiões específicas na superfície de um metal, esse pode se transformar em fios e lâminas.

Condutibilidade: Os metais são excelentes condutores de corrente elétrica e de calor.

Brilhos: Os elétrons livres localizados na superfície dos objetos de metal absorvem e irradiam a luz, por isso os objetos metálicos, quando polidos, apresentam um brilho característico. A maioria dos metais é quimicamente estável, com a exceção notável dos metais alcalinos e alcalino-terrosos, encontrados nas duas primeiras colunas à esquerda da tabela periódica. Alguns elementos antes classificados como metalóides, hoje são considerados metais, são esses o Germânio, Antimônio e Polônio, o resto são considerados ametais.

Polímeros: Os polímeros são compostos químicos de elevada massa molecular relativa, resultantes de reações químicas de polimerização. Estes contêm os mesmos elementos nas mesmas proporções relativas, mas em maior quantidade absoluta. Os polímeros são macromoléculas formadas a partir de unidades estruturais menores (os monômeros). O número de unidades estruturais repetidas numa macromolécula é chamado grau de polimerização.

A polimerização é uma reação em que as moléculas menores (monômeros) se combinam quimicamente (por valências principais) para formar moléculas longas, mais ou menos ramificadas com a mesma composição centesimal. Estes podem formar-se por reação em cadeia ou por meio de reações de poliadição ou policondensação. A polimerização pode ser reversível ou não e pode ser espontânea ou provocada (por calor ou reagentes).

Características:

As principais e mais importantes características dos polímeros são as mecânicas. Segundo ela os polímeros podem ser divididos em termoplásticos, termorrígidos (termofixos) e elastômeros (borrachas).

Termoplásticos: é um dos tipos de plásticos mais encontrados no mercado. Podem ser fundidos diversas vezes, alguns podem até dissolver-se em vários solventes. Logo, sua reciclagem é possível, característica bastante desejável atualmente.

Termorrígidos (Termofixos): São rígidos e frágeis, sendo muito estáveis a variações de temperatura. Uma vez prontos, não mais se fundem. O aquecimento do polímero acabado promove decomposição do material antes de sua fusão, tornando sua reciclagem complicada. Elastômeros (Borrachas): Classe intermediária entre os termoplásticos e os termorrígidos: não são fusíveis, mas apresentam alta elasticidade, não sendo rígidos como os termofixos. Reciclagem complicada pela incapacidade de fusão.

Cerâmicas: A cerâmica é a atividade ou a arte de produção de artefatos cerâmicos. Qualquer classe de material sólido inorgânico, não-metálico (não confundir com termo ametal) que seja submetido a altas temperaturas (aproximadamente 540°C) na manufatura. Geralmente uma cerâmica é um óxido metálico, boreto, carbeto, nitreto, ou uma mistura que pode incluir ânions.

As cerâmicas são comumente dividas em dois grandes grupos:

Cerâmica Tradicional - Inclui cerâmica de revestimentos, como ladrilhos, azulejos e também potes, vasos, tijolos e outros objetos que não tem requisitos tão elevados se comparados ao grupo seguinte. Cerâmica "Avançada" criatura, ou de engenharia - Geralmente são materiais com solicitações maiores e obtidos a partir de matéria prima mais pura. São abstratos motivo, ferramentas de corte para usinagem, tijolos refratários para fornos.

Classificação: Os materiais cerâmicos podem ser classificados de diversas formas, o mais usual é classificação por aplicação. Outras formas de classificação mais aprimoradas são: Composição química: Óxidos, Carbetos, Nitretos e Oxinitretos. Origem Mineralógica: Quartzo, bauxita, mulita, apatita, zircônia, entre outros. Método de moldagem: Compressão isostática, colagem por barbotina (slip casting), extrusão e moldagem por injeção, calandragem entre outros.

2) Complete a tabela q apresentada a seguir de acordo com os estudos realizados no passo 1 sobre as noções básicas dos materiais:

http://www.spmateriais.pt/INEGI.htm

http://pt.wikipedia.org/wiki/Comp%C3%B3sito

|Material |Características |Constituintes Típicos |

|Metálicos |Dúctil, Alta Resistência Mecânica, Condutor térmico e elétrico, |Átomos metálicos e não metálicos |

| |Dureza elevada, Opaco. | |

|Cerâmicos |Frágil, Isolante térmico e elétrico, Alta estabilidade térmica, |Óxidos, Silicatos, Nitretos, Aluminados, Etc.|

| |Dureza elevada, Transparentes em alguns casos. | |

|Polímeros |Dúctil, Baixa resistência mecânica, Baixa Dureza, Flexível, Baixa|Cadeia molecular orgânica de comprimentos |

| |estabilidade térmica, Transparentes em alguns casos. |elevados. |

|Compósitos |Elevadas resistência e rigidez , capacidade de amortecimento e |Metais e polímeros, metais e cerâmicas ou |

| |baixo coeficiente de expansão térmica, Resistência a temperaturas|polímeros e cerâmicas. |

| |extremas, corrosão e desgaste, reduzem os problemas de fadiga, | |

| |maior flexibilidade | |

3) Observe a figura e realize as atividades descritas a seguir:

[pic]

A. Discuta o processo histórico dos materiais de acordo com a figura e analise principalmente o período de 1940 a 1980, que na figura se observa uma grande relevância aos materiais metálicos.

B. Entreviste um metalúrgico, tecnólogo ou engenheiro na área de materiais a partir dos seus relatos inclua no relatório as perspectivas do futuro para esses materiais. Questione o profissional as razões de haver um decréscimo na utilidade de materiais metálicos e um aumento na utilidade dos demais materiais apresentados na figura.

C. Solicite ao profissional pesquisado sugestões sobre composições de materiais que estão com destaque no mercado.

D. Defina o produto a ser criado e o material a ser utilizado (ligas metálicas, cerâmicas, polímeros) para a elaboração do produto.

4) Observe a figura e realize as atividades descritas a seguir:

[pic]

A. Discuta detalhadamente cada item que compõem o tetraedro.

B. Apresente a conexão existente entre os itens descritos na figura. Explique como se relaciona cada item.

C. Faça uma pesquisa em sites específicos sobre materiais que realize o processamento de um produto com o material que pretenda utilizar em seu projeto.

D. Faça uma figura que indique o processamento do produto a ser criado pela equipe e apresente essas imagens de acordo com os itens microestrutura, composição, processamento e custo (no mesmo padrão da figura).

E. Elabore um relatório intitulado “Definição de um Produto” com o conteúdo desenvolvido nos passos anteriores desta etapa e entregue ao professor na data agendada, de acordo com a padronização estabelecida.

Referências Bibliográficas:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Cerâmica http://pt.wikipedia.org/wiki/Metal http://pt.wikipedia.org/wiki/Polímero

http://www.alunosonline.com.br/quimica/caracteristicas-metais.html http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/polimeros/polimeros-1.php

Atividade 2: Sustentabilidade do produto

1) Pesquise em sites específicos de siderurgia algum vídeo que trate sobre o tema siderurgia.

2) Observe a figura 1 e explique o processo de produção do aço. Procure o auxilio de um profissional da área de siderurgia para auxiliá-lo a entender com detalhes como ocorre cada fase do processo descrito na figura.

[pic]

Preparação da carga: Antes de ser levado ao forno, o carvão é previamente preparado para melhoria do rendimento e economia do processo. O minério é transformado em pelotas e o carvão é destilado, para obtenção do coque, dele se obtendo ainda subprodutos carboquímicos.

Redução: O ferro se liquefaz e é chamado de ferro gusa ou ferro de primeira fusão. Impurezas como calcário, sílica dentre outras, formam a escória, que é matéria-prima para a fabricação de cimento.

Refino: O ferro gusa é levado para a aciaria, ainda em estado liquido, para ser transformado em aço, mediante queima de impurezas e adições. O refino do aço se faz em fornos a oxigênio ou elétricos.

Lingotamento: É um processo pelo qual o aço fundido é solidificado dentro da lingoteira respeitando um tempo de resfriamento conforme a sua qualidade, tempo esse dividido em duas etapas: Tempo padrão e alternativo, nunca sendo retirado da lingoteira em tempo intermediário, visto que há uma curva de resfriamento a ser respeitada e o não atendimento a este requisito pode implicar em trincas no lingote.

Laminação: O aço, em processo de solidificação, é deformado mecanicamente e transformado em produtos siderúrgicos utilizados pela indústria de transformação, como chapas grossas e finas, bobina, vergalhões, arame, perfilados, barras etc.

3) Escolha uma notícia que ache interessante sobre os avanços de siderurgia no Brasil, principalmente quando se refere à produção de aço bruto. Essa notícia deve ser apresentada no relatório dessa etapa, com uma breve discussão do grupo sobre a mesma.

http://www.metalica.com.br/arcelormittal-suspende-plano-de-expandir-duas-unidades-no-brasil

http://minutonoticias.com.br/crise-na-europa-e-desaceleracao-mundial-atingem-siderurgia

CRISE NA EUROPA ATINGE SIDERÚRGICAS EM TODO O MUNDO

O efeito da crise européia vem atingindo negativamente o mercado siderúrgico em todo o mundo, temos o exemplo da empresa ArcelorMittal, maior fabricante de aço do mundo. Segundo balanço efetuado no ultimo trimestre deste ano, mostrou acentuada queda em sua receita, no seu desempenho operacional e no lucro líquido, de Abril à Junho deste ano seu lucro líquido desabou em 57%, para US$ 659 milhões, e o Ebitda quase 30%, para US$ 2,4 bilhões. A receita resisitiu mais: queda de apenas 3,5%.

Este efeito também se reflete no Brasil, tal como a cancelamento de duas novas unidades da ArcelorMittal que seriam instaladas em Minas Gerais em João Monlevade e em Vega do Sul, em Santa Catarina, assim com outras inúmeras ações tomadas, como desligamentos de fornos, e corte de funcionários em outros países. Esta decisão se fortaleceu com o crescente receio da situação econômica global (A crise Européia) e o crescimento menor do que o esperado da demanda brasileira.

A companhia reduziu a previsão de gastos de capital de US$ 5,5 bilhões para US$ 5 bilhões este ano, 10% do valor estipulado, e como forma de melhorar seus desempenhos e suportar os efeitos da retração de demanda, da queda de preços e das margens, também alterou seu plano de corte de custos em US$ 4,8 bilhões, números estes que impediram a expansão aqui no Brasil, que previam em torno de 2,45 milhões de toneladas por ano na produção de fio-máquina, aço galvanizado por imersão a quente e aço laminado a frio, impactando diretamente na economia de nosso país, pois teria investimentos de US$ 1,5 bilhão com as novas fábricas, associado a toda a economia agrupada a este novo invetimento.

Esta crise preocupa o Brasil de tal modo, que nossos governantes em encontro com os 20 maiores líderes econômicos do mundo, na França, propuseram ações emergenciais, como também, um plano de sustentação do investimento e do emprego, o que pode estancar este problema e, no futuro sanar esta crise européia.

No que diz respeito ao mercado de aço bruto no país, temos excelentes expectativas com relação ao futuro, visto que os investimentos para petróleo e gás são grandes e também há as obras para recepcionar a Copa do mundo de 2014 e as Olimpíadas de 2016. Podemos dizer que o país está otimista com relação ao crescimento e ao consumo de aço bruto.

4) Observe a figura e realize as atividades descritas a seguir.

[pic]

a) Discuta sobre a importância do aço como material reciclável.

O aço figura entre os materiais mais recicláveis e reciclados do mundo. O setor

estimula a coleta e recicla o aço contido nos produtos no final da vida útil, empregando-o na fabricação de novos aços, sem qualquer perda de qualidade. Dessa

forma, a produção de aço a partir de sucata reduz o consumo de matérias-primas

não renováveis e evita a necessidade de ocupação de áreas para o descarte de produtos em obsolescência, também reduz o consumo de energia, a emissão de CO2 para atmosfera. Além disso gera oportunidades de trabalho a milhares de pessoas por meio de uma extensa cadeia de coleta e processamento de sucata para reciclagem.

b) Entreviste um engenheiro ambiental envolvido na área de siderurgia e questione se há outras maneiras de promover um desenvolvimento sustentável nessa área.

Algumas empresas usam carvão vegetal, produzido a partir de florestas plantadas

de eucalipto, em lugar do carvão mineral. Substitui-se, assim, material proveniente

de fonte não renovável por fonte renovável, proporcionando, além disso, significativa

redução na emissão de gases de efeito estufa.

A implantação de centrais termoelétricas que realizam a co-geração de energia,

por meio do reaproveitamento de gases gerados no processo produtivo, é exemplo de solução adotada por algumas empresas para aumentar a geração de sua própria energia e reduzir a compra de energia externa.

Outra atividade que está sendo bem desenvolvida nesta área é a reciclagem da água no processo produtivo, tendo em vista que a água é basicamente utilizada para a refrigeração de equipamentos e materiais. É cada vez maior o investimento em tecnologia de ponta e conscientização dos operadores do processo produtivo para a importância da reciclagem da água.

c) Questione o engenheiro ambiental entrevistado sobre a sustentabilidade de seu produto, baseado no material que esta sendo utilizado.

É um produto feito de um material (ferro fundido) reciclável.

5- Sustentabilidade do Produto

A reciclagem do ferro é importante por três principais motivos:

1. Economia - em todos os casos a reciclagem é mais barata que a extração do metal a partir do minério. Por exemplo, o gasto com transporte é muito menor, porque não precisa carregar as outras substâncias que sempre estão no minério. Minérios quase sempre são misturas de muitas substâncias.

2. Economia de tempo - a reciclagem do metal é mais simples que a extração do metal a partir do minério. Por exemplo, além de não precisar separar as outras substâncias do minério, o metal já está na forma de substância simples.

3. Conservação do meio ambiente - fazendo a reciclagem não há necessidade de retirar o minério da natureza. Isso ajuda a conservar o meio ambiente.

Atividade 3: Processamento do produto.

1) Pesquise em sites específicos da área de materiais o diagrama de fase de ferro-carbono. Esse diagrama também pode ser encontrado em CHIAVERINI, Vicente. Tecnologia Mecânica. 8a ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2000. Em seguida, responda as questões a seguir.

http://www.cienciadosmateriais.org/index.php?acao=exibir&cap=13&top=114

http://www.dalmolim.com.br/EDUCACAO/MATERIAIS/Biblimat/fec.pdf

http://www.durferrit.com.br/downloads/13_Diagrama%20Ferro-Carbono.pdf

1 - Quais são as fases presentes nesse diagrama binário composição versus temperatura?

Austeníta, ferrita, Cementita, Ferrita + Cementita (Perlita), também podemos explanar das fases: Líquido, Austenita + Líquido, Fe3C + Líquido, Zona Crítica, Ponto peritético, Ponto eutético, Ponto eutetóide e Austenita + Ferrita.

[pic]

2 - Quais são as características de cada fase?

AUSTENÍTA: (Do nome do metalurgista inglês Robert Austen) - Consiste em uma solução sólida intersticial de Carbono (com até 2,11%) no ferro CFC. Em aços ao carbono e aços baixa liga só é estável acima de 727°C. Apresenta resistência mecânica em torno de 150 MPa e elevada ductilidade e tenacidade. A austenita não é magnética. Temperatura de ocorrência: 727º C a 1423º C.

FERRITA: (Do latim "ferrum")- Lamelas grossas e claras. Consiste em uma solução sólida intersticial de Carbono (com até 0,022%) no ferro CCC. A ferrita é magnética e apresenta baixa resistência mecânica, cerca de 300 MPa, excelente tenacidade e elevada ductilidade. Campo Ferrítico: correspondente à solução sólida de carbono no ferro α, nesse campo a estrutura atômica é cúbica de corpo centrado. Temperatura de ocorrência: 1394º C a 1538º C.

FERRITA + CEMENTITA: Conhecida também com perlita. Lamelas mais finas e escuras. É a mistura mecânica por volta de 88,5% de ferrita e 11,5% de cementita, na forma de laminas finas dispostas alternadamente. As propriedades mecânicas são intermediárias entre as de ferrita e cementita, dependendo do tamanho das particulas de cementita.

CEMENTITA: (Do latim "caementum"). Denominação do carboneto de ferro Fe3C contendo 6,7% de Carbono e estrutura cristalina ortorrômbica. Apresenta elevada dureza (muito dura e quebradiça), baixa resistência, baixa ductilidade e baixa tenacidade. Temperatura de ocorrência: abaixo de 1427º C.

ZONA CRÍTICA: Campo bifásico do aço

PONTO PERITÉTICO: Este ponto inicia-se em torno de 1500º C e entre 0,10% e 0,51% de carbono presente no aço

PONTO EUTÉTICO: Este ponto inicia-se em torno de 1147º C e a aproximadamente 4,3% de carbono presente no aço

PONTO EUTETÓIDE: Este ponto inicia-se em torno de 727º C e a aproximadamente 0,76% de carbono presente no aço

2) Escolha e explique o processamento térmico e/ou termo-químico adequado para fabricar o produto a ser criado pela equipe. Consulte um metalúrgico, tecnólogo ou engenheiro na área de materiais para auxiliar nesse exercício.

http://www.infomet.com.br/acos-e-ligas-conteudo-ler.php?cod_tema=9&cod_secao=10&cod_assunto=86&cod_conteudo=149

http://perfilville.com.br/pdf/19799cb4e31f972a8c4b258616431ca3.pdf

Alívio de tensão: (STRESS RELIEVING)

Alivio de Tensões “ou “Envelhecimento” das peças de ferro fundido foi, durante muito tempo, executado de modo natural, ou seja, as peças fundidas eram deixadas ao relento durante meses, para depois serem usinadas e postas em serviço”. Acreditava-se, com isso, que as tensões internas eram eliminadas. Contudo, estudos mostraram que apenas 10% das tensões eram aliviadas por “envelhecimento natural” e os riscos de empenamento, após as peças montadas nos respectivos equipamentos, continuavam. A técnica moderna consiste em aplicar o processo de “envelhecimento artificial” que é o verdadeiro tratamento de alívio de tensões: as peças são aquecidas a temperaturas elevadas, porém abaixo da temperatura de transformação (para evitar mudanças estruturais), durante tempo determinado. Normalmente são recomendados 24 minutos mais 24 minutos por centímetro de seção. A maior plasticidade que o metal adquire às temperaturas mais elevadas, ou seja, a maior “fluência” é o fatores essencial para que as tensões sejam aliviadas. As figuras 1 e 2 mostram os efeitos da temperatura e do tempo sobre a quantidade de tensões aliviadas.

[pic]

Ambas as figuras mostram que a temperatura ideal situa- se entre 550ºC e 650ºC. Às temperaturas mais elevadas , basta manter - se as peças durante uma hora para ter - s e cerca de 80% das tensões aliviadas , sem que ocorra qualquer transformação estrutural. Para quase total eliminação das tensões internas , tempos bem mais longos podem ser necessários , variando de 10 a 48 horas .

Os ferros fundidos ligados, com baixo teor em ligas (Mo, Cr, Ni, V) exigem temperaturas mais altas, pois esses elementos tendem a aumentar a resistência à fluência dos ferros fundidos. A tabela 1 mostra as faixas de temperaturas mais recomendadas para alívio de tensões de peças de ferro fundido.

|Tipo do ferro fundido |Temperatura para alívio de tensões |

|Sem elementos de liga |510 – 565º C |

|De baixo teor de liga |565 – 595º C |

|De alto teor de liga |595 – 650º C |

Na operação de alívio de tensões de peças de ferro fundido, alguns cuidados devem ser tomados:

1 - Temperatura do forno, ao serem as peças carregadas , não deve ser superiores a 200ºC, de modo a evitar - s e choque térmico;

2 - Embora as temperaturas empregadas não sejam muito elevadas, é recomendável que o resfriamento posterior ao aquecimento seja muito lento (no interior do próprio forno) no máximo 50ºC / hora, até cerca de 300ºC ou, s e as peças forem de forma complexa, até cerca de 100ºC, quando então elas poderão ser resfriadas livremente ao ar. Com isso, evita- s e o surgimento de novas tensões, ocasionadas por um resfriamento mais rápido.

3) Processamento do Produto

[pic]

Caixa de Embreagem, Ferro Fundido Cinzento GG-25

Para se obter o ferro fundido é necessário uma liga composta por três elementos: ferro,carbono (2 a 4,5%) e silício (1 a 3%). É possível acrescentar outros materiais com o objetivo de conferir alguma propriedade especial à liga básica.

Para classificar o ferro fundido em cinzento ou branco é necessário observar a aparência da fratura do material depois que ele resfriou. O que determina a aparência é a forma como o carbono se apresenta depois que a massa metálica é solidificada. E ele se apresenta sob duas formas: como cementita (Fe3C) ou como grafita, que todos conhecemos como matéria-prima utilizada na produção de lápis.

No ferro fundido cinzento, o carbono aparece sob a forma de grafita, em flocos ou lâminas. Esse tipo de liga ferrosa apresenta um teor maior de silício (até 2,8%), já que o silício favorece a decomposição da cementita em ferro e grafita. Outro fator que auxilia na formação da grafita é o resfriamento lento. O ferro fundido cinzento é normalmente utilizado na fabricação de automóveis, máquinas agrícolas, industriais e de mecânica pesada. Isso acontece porque o ferro fundido cinzentos tema vantagem ser facilmente usinado, além de oferecer excelente capacidade de amortecer vibrações.

Processo de Fundição do Ferro Fundido

Preparação dos moldes: Processo em que o perfil da peça é definido através de moldes em areia (Areia Cura-frio com resina e catalisador, Areia Verde com areia, bentonita, carvão, mogul, e água), com a utilização de modelos, de madeira, alumínio, resina, confeccionados nos moldes da peça, com as suas devidas relações de contração e sobremetais calculadas.

Preparação dos machos: Os machos são utilizados quando as peças são de perfis mais complexos e com regiões internas ocas. Eles quem definem as dimensões internas, e quando necessário.

Fundição do Ferro Fundido: Para a confecção do fofo, é necessária uma carga padrão para iniciar a fundição do mesmo, e ela se divide em: sucata de aço, sucata de ferro fundido e gusa. Também podem ser utilizados materiais especiais, como por exemplo, a sucata forjada, que ao ser adicionado no material, pode trazer propriedades diferenciadas no material final, como uma melhor dureza ou resistência. Todo este material é colocado em fornos, cubilot, elétrico, a arco, de indução, para que se inicie o processo de fusão desta carga, podendo ou não ser adicionado ligas para determinados materiais, como o GG-20, 25, 30, que necessitam de certos elementos para obterem melhores propriedades ou composições. Quando este metal já derretido atingir uma temperatura de aproximadamente 1550º C, após a retirada da borra presente na superfície do ferro derretido, está pronto para o posterior processo de vazagem (ou vazamento) do metal.

|Composição química básica do ferro fundido |

|Carbono |2,5 a 4,00 |

|Silício |1,00 a 3,00 |

|Manganês |0,2 a 1,00 |

|Fósforo |0,02 a 1,00 |

|Enxofre |0,02 a 0,025 |

Vazagem (ou vazamento) do metal líquido: Consiste em despejar o metal líquido dentro dos moldes de areia devidamente fechados com os moldes bipartidos. O metal é despejado nos moldes através de copos de descida, que vão ao encontro da peça através do canal de descida e dos canais de distribuição e de ataque. Neste processo também podemos adicionar alguma liga para definição do material a ser fundido. É de suma importância a utilização de escorificantes, para que seja eliminado qualquer tipo de escoria (sujeira, borra), existente, proveniente do processo de fabricação do ferro fundido, e também de todas as técnicas existentes para um perfeito vazamento do metal.

[pic]

Desmoldagem das peças: A desmoldagem das peças pode ser realizada de forma manual ou automática, devendo atentar para o tempo necessário para que o metal se resfrie dentro e fora do molde, o que pode influenciar positivamente ou negativamente nas classes do material, como a cementita, austenita, perfita ou ferrita. E também com relação à trinca, ou outros tipos de defeitos, como, um coquilhamento ou amassamentos na peça.

Tratamento térmico: Este processo visa eliminar tensões internas que causam a perda de ductilidade e tenacidade no material. Estas tensões podem ser provenientes do tipo de resfriamento que a peça sofreu, soldagem, usinagem, e outras operações de manufatura. Este processo não modifica, aparentemente, a quantidade de defeitos presentes na peça, mas as mudanças na microestrutura conduzem a uma condição de maior estabilidade, pelo aumento da ductilidade e dureza.

Jateamento das peças: Retirada das areias empreguinadas na peça durante o vazamento do metal no molde, através de granalhas de aço.

Pré-inspeção das peças: Realizar uma verificação visual (Porosidades, Bolhas de gás, rechupe, sinterização de areia, outros.), geralmente já é detectado a dureza da peça, e em casos, o dimensional já é aplicado.

Acabamento (Rebarbação) das peças: Momento onde é dado o acabamneto superficial e interno da peça. Nesta operação são retiradas todas as rebarbas provenientes da moldagem e macharia, ou seja, todo o material que não está especificado em desenho/norma deve ser retirado da peça, isto para garantir perfeitamente a funcionabilidade e aplicação da peça.

Inspeção final das peças: Visual (Porosidades, Bolhas de gás, rechupe, sinterização de areia, outros.), dimensional, material (Dureza, Resistência à tração, Coquilhamento, Líquido penetrante, Ultrasson, Raio X, outros.) .

Pintura das peças: Proteção superficial da peça.

Expedição das peças: Envio do material ao cliente final.

Usinagem das peças: (Em alguns casos aplicados na própria fundição, ou de responsabilidade do cliente final). Operação que tem como objetivo definir as dimensões ideais através da retirada do sobremetal existente na peça no estado bruto, com o uso de ferramentas de desbaste ou acabamento. Torno, fresa, CNC podem ser utilizados para esta operação. Posteriormente esta peça seguirá para a montagem dos componentes na peça.

Atividade 4: Aplicações do produto:

1) Discuta qual dos três materiais, baseado na figura abaixo, você adotaria para a construção de máquinas operatrizes que devem ter como característica um elevado fator de amortecimento de vibrações.

[pic]

Com base na figura, usaria o ferro fundido cinzento, pois o mesmo é eficiente no amortecimento de energia vibracional, é o mais comum e tem um baixo custo (em geral é fabricado a partir de sucata). Para os ferros fundidos cinzentos os teores de carbono variam entre 2,5 e 4,0%, e os teores de silício variam entre 1,0 e 3,0%. Um ferro fundido com um alto teor de silício ([pic]2% Si) sofre grafitização tão imediatamente que a cementita nunca se forma. Durante a solidificação surgem lamelas ou flocos de grafita no metal.

2) Selecione a partir da lista apresentada aquele metal ou liga que é mais adequado para cada uma das aplicações listadas a seguir, e cite pelo menos uma razão para a sua seleção.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Wikip%C3%A9dia:P%C3%A1gina_principal

http://www.sfeditora.com.br/tecnologiatermica/publicacoes.aspx?tipo=artigo&codigo=36

1 – Base para máquina fresadora:

Ferro Fundido Cinzento: A grafita, entrecortando a matriz metálica, absorve vibrações, facilita a usinagem e confere ao ferro fundido uma melhor estabilidade dimensional. Baixo custo; Elevada usinabilidade; Facilidade de fabricação;

2 – Paredes de uma caldeira de vapor:

Aço Carbono: Os aços com baixo carbono apresentam como características mecânicas baixa resistência, baixa dureza e alta tenacidade e ductilidade, assim como boas característica de usinagem e soldagem. Em função disso são amplamente utilizados no ambiente industrial na fabricação de chapas de automóveis, perfis estruturais e tubos.

Aço Inoxidável: Resistência a altas temperaturas. Alta resistência à oxidação atmosférica é a sua principal característica. As principais famílias de aços inoxidáveis, classificados segundo a sua microestrutura, são: ferríticos, austeníticos, martensíticos, endurecíveis por precipitação e Duplex.

3 – Aeronave de alta velocidade:

Liga de Titânio: Alta biocompatibilidade, alta resistência à corrosão e propriedades mecânicas favoráveis, suas propriedades variam conforme o grau utilizado da liga.

Magnésio: O magnésio é um metal bastante resistente e leve, aproximadamente 30% menos denso que o alumínio. Possui coloração prateada, perdendo seu brilho quando exposto ao ar, por formar óxido de magnésio.

Alumínio: O alumínio é um metal leve, macio e resistente. Possui um aspecto cinza prateado e fosco, devido à fina camada de óxidos que se forma rapidamente quando exposto ao ar. O alumínio não é tóxico como metal, não-magnético, e não cria faíscas quando exposto a atrito. O alumínio puro possui tensão de cerca de 19 megapascais (MPa) e 400 MPa se inserido dentro de uma liga. Sua densidade é aproximadamente de um terço do aço ou cobre. É muito maleável, muito dúctil, apto para a mecanização e fundição, além de ter uma excelente resistência à corrosão e durabilidade devido à camada protetora de óxido. É o segundo metal mais maleável, sendo o primeiro o ouro, e o sexto mais dúctil. Por ser um bom condutor de calor, é muito utilizado em panelas de cozinha.

4 – Broca de perfuração:

Aço Ferramenta: Elevadas dureza e resistência à abrasão geralmente associadas à boa tenacidade e manutenção das propriedades de resistência mecânica em elevadas temperaturas.

Em Pré-Sal, Petróleo - Broca de Diamante (Natural ou Sintético): Alta durabilidade; dentes de aço: Altíssima dureza – Resistência ao impacto

Insertos de Tungstênio:

Em odontologia protética – Platina: Maleável e dúctil. É resistente à corrosão, sendo que só é solubilizada com ácidos de altíssimo potencial padrão de redução.

Em operações de corte, formação, afiação e outros - Aço Ferramenta: Elevada dureza e resistência à abrasão geralmente associadas à boa tenacidade e manutenção das propriedades de resistência mecânica em elevadas temperaturas.

5 – Recipiente criogênico:

Aço Inoxidável: Resistência a temperaturas criogénicas (abaixo de 0 °C). Resistência às variações bruscas de temperatura. Alta resistência à corrosão.

Alumínio: Idem item 4.

6 – Como um pirotécnico:

Magnésio: O magnésio é um metal bastante resistente e leve, aproximadamente 30% menos denso que o alumínio. As ligas de magnésio apresentam interessantes propriedades, tais como baixa densidade, alta resistência e dureza, o que torna estes materiais de grande interesse para as industrias microeletrônicas, automotivas e aeroespaciais.

7 – Elementos para fornos de alta temperatura para serem utilizados em atmosferas oxidantes:

Tungstenio (Tg): Alto ponto de fusão e baixa pressão de vapor; Resistência mecânica e a fluência em altas temperaturas; Baixa expansão térmica e baixo calor específico; Característica metálica e baixa emissividade; Comportamento em atmosferas protetoras a gás

Zinco: Utilizado como metal de sacrifício (tornando-se o ânodo de uma célula, ou seja, somente ele se oxidará). Ele também pode ser usado em protetores solares, em forma de óxido, pois tem a capacidade de barrar a radiação solar.

Latão: Densidade maior que a dos aços mas menores que as ligas de cobre, sendo de aproximadamente 8600 kg/m³

2) Descreva quais são as aplicações do produto a ser criado pela equipe relacionando ao material de que ele é constituído. Em seguida, elabore no relatório o item intitulado “Aplicações do Produto” de acordo com a padronização.

http://www.ufrrj.br/institutos/it/deng/varella/Downloads/IT154_motores_e_tratores/tratores/Aulas/sistema_de_transmissao.pdf

Veja abaixo um resumo das características do ferro cinzento:

|Ferro fundido cinzento |Boa usinabilidade | |

| | |Blocos e cabeçotes de motor Embreagem, disco |

| | |e motores de freio, suportes, bases e |

| | |barramentos de maquinas industriais |

| |Capacidade de amortecer vibrações | |

Aplicações do Produto:

Caixa de embreagem de trator, conforme descrição abaixo:

[pic]

Caixa de embreagem: Caixa de marchas

A caixa de marchas tem como função modificar o torque, a velocidade e o sentido do movimento, segundo o princípio geral de que o que se ganha em força, perde-se em velocidade, e vice-versa.

Caixa de marcha convencional

Constituída por um conjunto de engrenagens, encerradas numa caixa de ferro fundido, promovida de aberturas para enchimento e drenagem do óleo lubrificante. A caixa de marchas tem como função possibilitar uma identidade de características entre o motor e o rodado. Faz seleção de forças e velocidades, modifica o torque. Apresenta as seguintes partes:

1 - Eixo primário ou eixo piloto

2 - Eixo secundário

3 - Eixo terciário

4 - Engrenagens deslizantes

[pic]

Caixa de marcha sincronizada

Neste tipo de caixa as engrenagens se encontram acopladas e o engrenamento destas é feito através de um dispositivo denominado anel sincronizador.

Atividade 5: Vantagens e desvantagens do produto:

1) Faça uma lista contendo vantagens e desvantagens de se utilizar em confecção de recipientes o vidro, alumínio e materiais plásticos. Inclua na lista fatores como custo, a reciclabilidade e o consumo de energia para o processo de produção desse recipiente. (Fonte:

|energia necessária para produzir 1kg de alumínio novo. | |

| |O consumo de energia representa aproximadamente 30% do custo da |

| |produção de alumínio primário. É o principal insumo da produção. A |

| |indústria do alumínio é responsável por 6,4% do total de energia |

| |elétrica consumida no país, incluindo a proveniente de autogeração. |

3) Faça uma lista contendo vantagens e desvantagens de se utilizar o produto a ser criado incluindo os mesmos fatores listados no exercício anterior. Em seguida, elabore no relatório o item intitulado “Vantagens e Desvantagens do Produto” de acordo com a padronização.

http://www.slideshare.net/guesta4c93c/ferros-fundidos

http://www.mspc.eng.br/ciemat/aco240.shtml

|Ferro Fundido Cinzento |


|Preço baixo |É quebradiço, pouco resistente a impactos. |

|Alta produtividade, maior consumo no Brasil |Instabilidade de processo |

|Baixo ponto de fusão |Características de usinagem variam com as dimensões da seção da peça. |

|Apresenta contração baixa |A maior contração na solidificação |

|Excelente usinabilidade |A maior tendência ao aparecimento de carbonetos |

|Boa resistência mecânica |Aparecimento de grafita de super resfriamento a ferrita associada a |

| |ela. |

|Boa resistência ao desgaste |Estruturalmente, os veios de grafita atuam como espaços vazios, |

| |reduzindo a resistência mecânica. Normalmente, tensão máxima de |

| |trabalho recomendada cerca de 1/4 da tensão de ruptura. Carga máxima |

| |de fadiga cerca de 1/3 da resistência à fadiga. |

|Capacidade de amortecer vibrações | |

|boa fluidez, facilitando a fundição de peças complexas. | |

|usinagem facilitada pelos veios de grafita, que favorecem a quebra| |

|de cavacos e a durabilidade das ferramentas. | |

|Solidifica pelo diagrama estável (grafita e austenita) | |

Bibliografia:

Acesso em:???????

Acesso em:???????????

Acesso em:

http://www.cienciadosmateriais.org/index.php?acao=exibir&cap=13&top=240

Acesso em:13/11/11

-----------------------

E ESTE???

OK, 100%

COLOCAR ACESSO E DATA SOMENTE?????!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

ACHO MELHOR COLOCAR EM CADA ATIVIDADE, EXERCÍCIO. CADA UM VÊ O SEU!!!!!!!!!!!!

atps

Documents