P1 de CTM OBS: Esta prova contém 7 páginas e 6 questões. Verifique antes de começar.

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1 P de CTM 0. Nome: Assintur: Mtrícul: Turm: OBS: Est prov contém 7 págins e 6 questões. Verifique ntes de começr. Tods s resposts devem ser justificds. Não é permitido usr clculdor. As questões podem ser resolvids lápis, ms os resultdos finis devem ser escritos com cnet. Questão Pontos,5,5,5,5 5,0 6,0 TOTAL 0,0

2 ,5. 0,5 Ao retirr um grrf d geldeir form-se um cmd de umidde em su superfície. Que tipo de ligção químic está envolvido nest situção? Justifique. A umidde do r, n form de vpor d águ, se condens sobre superfície fri d grrf. Est cmd de águ pode ser retird com fcilidde. Isto crcteriz um ligção frc, do tipo ponte de hidrogênio. b.,0 Desenhe esquemticmente em um mesmo gráfico os digrms de energi potencil E versus distânci intertômic pr um pr de átomos metálicos de titânio Ti e de tântlo T, respectivmente. Leve em cont os seguinte ddos: ios tômicos: Ti = T = 0,6 nm Temperturs de fusão: T f Ti = 668 o C; T f T = 996 o C Como se form ligções metálics Ti-Ti e T-T e como os rios tômicos são idênticos, mbos os gráficos pssm por um mínimo n posição x0,6 = 0,9 nm. Como tempertur de fusão estão diretmente relciond com profundidde do poço de potencil, e o tântlo tem ponto de fusão muito mis lto, seu poço de potencil será mis profundo. E Ti 0 T 0 = 0,9 nm

3 ,5 Pr estrutur cristlin bixo, clcule podendo deixr indicdo o último psso do cálculo:. 0,5 Seu ftor de empcotmento tômico. Número de átomos n célul unitári: N= + 8x/8 = elção entre e : como os átomos se tocm o longo d digonl do cubo => = => = / b.,0 A densidde tômic plnr DAP pr os plnos indicdos Por definição, DAP = Áre ocupd por átomos no plno/áre do plno No primeiro cso temos: No segundo cso temos: átomos N átomo V átomos N célul Volume átomos Volume FEA 0, FEA ccc 0,8 8 6 DAP 0,589 6 DAP

4 ,5. 0,9 Esboce tres defeitos pontuis e identifique-os Impurez Intersticil átomo diferente ocupndo um interstício Impurez Substitucionl átomo diferente ocupndo um vcânci Vcânci usênci de átomo b. 0.6 Dois mteriis A e B, n mesm tempertur, têm concentrções de vcâncis diferentes C A e C B. Se C A > C B, qul dos dois mteriis tem mior energi de tivção pr formção de vcâncis? Justifique utilizndo equção pertinente. A concentrção de vcâncis segue equção de Arrehnius Est equção indic que qunto mior energi de tivção pr formção de vcâncis, Q v, menor é concentrção de vcâncis um dd tempertur. Assim, se C A > C B então o mteril A tem MENO energi de tivção pr formção de vcâncis.

5 .5 Considere brrs de ço com concentrção de crbono C 0. Ests brrs são colocds em fornos com concentrção de crbono C F em su tmosfer. Considere s seguintes condições experimentis: I. C F > C 0. II. C F = C 0. III. C F < C 0.. 0,9 O que você esper que conteç com concentrção de crbono ns brrs em cd cso? Justifique su respost. Pel primeir lei de Fick existirá fluxo qundo houver grdiente de concentrção e este fluxo será ocorrerá d região de mior concentrção pr região de menor concentrção. Assim, I. C F > C 0 => o fluxo será d tmosfer pr dentro d brr e concentrção de crbono n brr vi umentr. II. C F = C 0 => como não existe grdiente de concentrção, concentrçõ de crbono n brr não vi se lterr. III. C F < C 0 => neste cso o fluxo será pr for d brr, que vi perder crbono. b. 0,6 O que conteceri se os fornos estiverem em tempertur mis lt? Justifique. A tempertur contribui pr celerr o processo de difusão. Assim, nos csos I e III cim, o gnho ou perd de crbono n brr serão celerdos, ms no cso II não hverá lterção, já que não existe fluxo. 5

6 5.0 Considere curv de tensão-deformção bixo cuj prte elástic está mplid dentro do gráfico. Determine, indicndo clrmente como obteve do gráfico:. 0, O módulo de elsticidde Utilizndo o vlor de tensão 60 MP, n região liner, obtém-se deformção 0,05. Assim E = 60 MP/5 x 0-7 GP b. 0, O limite de escomento Trçndo um ret prlel à região liner, prtindo d deformçõ 0,00, cruzmos curv no vlor do limite de escomento. No cso y 85 MP c. 0, O limite de resistênci O limite de resistênci corresponde o ponto de máximo d curv. Neste cso 08 MP d. 0, A tensão de ruptur A tensão de ruptur pode ser obtid diretmente do ponto finl do gráfico. UP 8 MP e. 0, Esboce, no mesmo gráfico, curv correspondente outr mostr deste mteril, ms com menor tmnho de grão. Explique seu rciocínio. Qunto menor o tmnho de grão, mis resistente e menos dúctil o mteril, já que s fronteirs de grão funcionm como brreirs pr o movimento ds discordâncis. Como um mteril com menor tmnho de grão tem mis fronteirs por unidde de volume, ele será mis resistente. 6

7 6.0 Três mostrs de Cobre sofrerm trblho frio de 0, 0 e 0 CW%, respectivmente. Em seguid, form submetids ensios de trção dos quis form obtidos os seguintes vlores: Limite de escomento MP: 50, 0 e 80 Limite de resistênci MP: 50, 80 e 0 Ductilidde %EL: 8, 5 e Bsedo nos ddos dos ensios, preench tbel bixo: %CW Limite de escomento Limite de resistênci Ductilidde b., Explique su lógic citndo, necessrimente, os seguintes conceitos: Deformção plástic, deslizmento, discordâncis, mecnismos de endurecimento A deformção plástic de mteriis cristlinos ocorre prtir do deslizmento de plnos. Este deslizmento é fcilitdo pel presenç de discordâncis, que introduzem um processo sequencil, e não simultâneo, de rompimento ds ligções tômics entre os plnos. Qunto menor mobilidde ds discordâncis, mis resistente é o mteril. Ao relizr trblho frio, extens deformção plástic em temperturs muito bixo do ponto de fusão, cri-se um grnde quntidde de discordâncis. Cd discordânci cri um cmpo de deformções su volt, distorcendo rede cristlin. Qundo existem muits discordâncis seus cmpos de deformção intergem, contribuindo pr bloquer o movimento ds discordâncis. Assim, qunto mior o trblho frio, mis discordâncis se formm, mior interção e bloqueio ocorre, umentndo resistênci do mteril. Isto implic em umento dos limites de escomento e de resistênci e um redução n ductilidde. 7