Materiais Para Engenharia Mecatrônica

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As propriedades dos constituintes básicos dos aços e sua influência sobre as características mecânicas dos mesmos são conforme Chiaverini, 1988.

"A austenita nos aços-carbono comuns, só é estável acima de 727ºC; consta de uma solução sólida de carbono no ferro gama e apresenta uma estrutura de grãos poligonais irregulares; possui boa resistência mecânica e apreciável tenacidade; é não magnética. ” (CHIAVERINI, 1988).

"A ferrita é ferro no estado alotrópico alfa, contendo em solução traços de carbono; apresenta também uma estrutura de grãos poligonais irregulares; possui baixa dureza e baixa resistência à tração, cerca de 28 kgf/mm² (270MPa), mas excelente resistência ao choque e elevado alongamento. ” (CHIAVERINI, 1988).

"A cementita é o carboneto de ferro Fe3C contendo6,67% de carbono; muito dura, quebradiça, é responsável pela elevada dureza e resistência dos aços de alto carbono, assim como pela sua menor ductilidade. Possui estrutura cristalina ortorômbica. ” (CHIAVERINI, 1988).

"A perlita é a mistura mecânica de 88,5% de ferrita e 11,5% de cementita, na forma de lâminas finas dispostas alternadamente. As propriedades mecânicas da perlita são, portanto, intermediárias entre as ferrita e da cementita, dependendo, entretanto, do tamanho das partículas de cementita."(CHIAVERINI, 1988).

Para melhor exemplificar os constituintes básicos dos aços, existe o diagrama de ferro-carbono que demonstra graficamente cada fase (figura 1). De acordo com Chiaverini 1988, o diagrama de ferro-carbono é apresentado até 6,7% de carbono pois é onde ocorre a formação Fe3C contendo os 6,7% de carbono. Como esse diagrama corresponde a liga binária de ferro-carbono e os aços encontrados no mercado não são ligas binárias, pois contém os elementos de liga que por sua vez pouco interferem na liga ferro-carbono.

[pic 2]

Figura 1: Quadro comparativo de microestruturas de ferros fundidos

Para entendermos melhor como isso ocorre, precisamos entender como funciona uma solução solida de metais: substituição do elemento do metal base por um átomo de outro elemento, ou por um átomo bem pequeno que entra nos espaços vazios dos átomos do metal base.

O tamanho dos átomos e os dois metais as propriedades eletroquímicas devem ser parecidas.

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Figura 2: Substituição do metal base pelo átomo e adição de pequenos átomos no metal

- DESCRIÇÃO DA PRÁTICA:

- Materiais:

- Óculos de proteção;

- Esmeril de bancada;

- Amostra de Aço 1020;

- Amostra de Aço 1045;

- Amostra de Aço 1080;

- Amostra de Aço Inox;

- Amostra de Aço Rápido;

- Amostra de Alumínio;

- Amostra de Cobre;

- Amostra de Ferro Fundido;

- Amostra de Latão;

- Procedimento:

O Assistente do laboratório colocou os óculos de proteção e pegou uma amostra de aço e foi pressionado contra o rebolo do esmeril e assim foi analisado a quantidade de fagulha gerada pelo material analisado, este procedimento foi repetido com todas as amostras citadas acima gerando a tabela abaixo.

- APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS:

Tabela 1: Amostragem do Experimento Realizados.

MATERIAL

ANALISE DAS FAISCAS

AÇO 1020

Para o aço 1020 ao ser esmerilhado foram longas faíscas onde a mesma ia se dissipando até o final devido a sua quantidade de carbono que é de 0,20% como é mostrada na figura 3 abaixo

AÇO 1045

Para o aço 1045 notamos que a porcentagem de carbono aumentou devido ao aumento de faíscas que ficou mais concentrado e menos dissipado como podemos ver na figura 4.

AÇO 1080

Para o aço 1080 notamos que a porcentagem de carbono aumentou ainda mais pois a quantidade de faísca aumentou ficando mais concentrada perto do rebolo e dissipando menos ainda como mostra na figura 5

AÇO INOX

Para o aço inox notamos que o teor de carbono é quase zero, pois, o atrito do material com o rebolo gerou quase nada de faísca como mostra na figura 6 confirmando assim que em sua composição o carbono é baixo na casa dos 0,08% como se fosse um aço 1008.

AÇO RÁPIDO

Para o aço rápido notamos uma grande quantidade de faísca como mostra a figura 7 que significa que o se teor de carbono é mais elevado que os materiais analisados que fica na casa de 0,63% a 1,3% exceto o ferro fundido que é de 2,11% a 6,67%

ALUMÍNIO

Na análise do alumínio percebemos que não houve faíscas como mostra a figura 8 pois se trata de um material não ferroso.

COBRE

Na análise do cobre percebemos que não houve faíscas como mostra a figura 9 pois se trata de um material não ferroso.

FERRO FUNDIDO

Na análise do ferro fundido notamos que a geração de faísca foi pouca e com uma tonalidade mais escura como mostra a figura 10 mais isto não significa que o ferro fundido não tem menos carbono, muito pelo contrário tem mais carbono que qualquer outro material analisado, isto ocorre por que o carbono do ferro fundido está materializado como grafite por isto sua quantidade de faísca é menor pela quantidade de teor de carbono.

LATÃO

No latão notamos que não houve faísca como mostra a figura 11 somente o desgaste do material atritado com o rebolo pois o latão é composto de Zn+Cu que são dois materiais não ferrosos.

[pic 4]

Figura