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ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO 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:
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ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA PME 2310 – MATERIAIS PARA CONSTRUÇÃO MECÂNICA
PME 2310 – RESULTADO DA LISTA 2 Nº USP
NOME
Questão 1 (3)
Questão 2 (3)
Questão 3 (4)
Nota
5123584
Aldo Vinícius Perracini
3
0
2
5
4943681
André Rezende
2
0
4
6
5073297
André Schiavon Perez Ortigosa
3
3
4
10
4895100
Artur Kazuhiro Cardoso Omari
2
3
2
7
5178596
Bruno Boulle Matrai
3
0
3
6
5176419
Bruno Caldas de Souza
3
3
4
10
5178922
Bruno de Castro Braz
0
0
0
0
5174289
Bruno Galelli Cheregatti
3
3
4
10
5176698
Bruno Oliveira Amorim
3
3
2
8
5121260
Caio Vinícius Cavalcante Dimov
3
0
1
4
5179746
Carlos Manoel Argeu Steque Pradella
3
2
1
6
4942586
Claudio Sakai Koseki
2
3
0
5
5174021
Daniel Betton da Silva
2
2
2
6
5175912
Daniel Liebert
2
3
3
8
5176450
Daniel R. Santos
3
3
4
10
5179767
Dário Abilio Cruz
2
2
3
7
5177296
Débora Mayer
3
3
3
9
5212277
Delso Antonio Zanata Filho
3
3
3
9
5173886
Diego Carreras
3
3
4
10
5178616
Eduardo Vasconcellos Silva
3
2
1
6
5177960
Érica Cristina de Carvalho
3
3
4
10
5179405
Fábio Alexandre Castelli
3
3
4
10
5180133
Fábio Glaser
3
3
4
10
5178300
Felipe de Menezes Tedesso
3
3
4
10
5179534
Fernado Luiz Sacomano Filho
3
0
3
6
5174293
Flávio Amorati
3
0
3
6
5175975
Flávio Bomfim Mariana
3
3
4
10
5180561
Francisco José Profito
3
3
4
10
4942680
Guilherme Peresi
2
1
3
6
4951610
Gustavo Penhares Anzai
3
0
4
7
5174362
Gustavo Porto Florido
3
3
2
8
5176548
Gustavo S. Bohme
3
3
1
7
5178039
Gustavo Simões Araújo
3
2
3
8
5177403
Henrique Simonseu
3
0
2
5
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Continuação. Nº USP
NOME
Questão 1 (3)
Questão 2 (3)
Questão 3 (4)
Nota
5175022
Isabela de Almeida Soares
3
3
4
10
5173660
Israel B. M. Urorak
3
3
4
10
5202432
Ivan Miguel Trindade
2
3
3
8
5177640
José Eduardo Corrêa Santana e Silva
2
2
3
7
5179941
José Henrique Ricardo Françoso
3
3
4
10
4944101
Leandro Marino Takazono Orbolato
2
1
4
7
5174491
Leonardo Bartalini Baruffaldi
3
3
3
9
5175908
Luiz Gustavo Pel Bianchi da Silva Lira
3
3
3
9
5173910
Lygia Figueiredo
3
3
3
9
4982810
Marcele Sayuri Kondo
2
3
2
7
4895094
Marcelo Yoshihiro Fukumoto
3
3
4
10
5175356
Marcelo Yutaka Nagayama
3
2
4
9
5174334
Marcos H. Y. Matsutani
2
3
0
5
4942590
Marcos Pisaruk
2
1
1
4
5177574
Matias Costa Tomazoni
3
3
4
10
5178690
Natália Argene Lovate Pereira
2
0
2
4
5178745
Natália Bernardi Ghisi
3
3
4
10
4943761
Patrícia Alves de Araújo
3
3
4
10
5175568
Pedro Marques dos Santos Ventura
1
3
4
8
5180324
Priscila Porr
3
3
3
9
5179684
Rafael Cavalcanti de Souza
2
3
4
9
5173844
Rafael Celeghini Santiago
2
2
3
7
5176510
Rafael Darriba Lamas Pereira
3
3
4
10
4939220
Rafael Gonçalves Rizzi
3
2
1
6
5174911
Rafael Makoto Shirahigi Sato
3
3
2
8
5179173
Rafael Ramos Gonçalves Passos
3
2
3
8
5177848
Raoni R. A. de Oliveira
3
3
4
10
5176743
Renan Kato Manda
3
0
3
6
5196252
Renata Berlinger Saraiva
2
3
4
9
5178703
Ricardo Toshiak Takeyama
2
3
1
6
5177275
Rodrigo Barros Paes
2
3
1
6
5175721
Rodrigo de Moraes Ubarana
3
0
2
5
5174803
Rodrigo Hiroshi Yashiro
#
#
#
#
2933922
Rodrigo Hudson Watfe
3
3
4
10
4895114
Ronaldo Klein Schweder
2
3
4
9
4942478
Ronaldo Yuzo Sasaki
0
0
0
0
5180449
Silas Alves Guimarães Júnior
3
2
2
7
5178425
Suyami Maruyama
3
3
3
9
5176002
Victor Danilo Kumazawa
1
0
4
5
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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. 2)
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)
Fora do equilíbrio: Fração do liq. = (S’-X) / (S’-L)
Fração do sólido = (X-L) / (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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