Gabarito da 4ª série de exercícios - Curvas TTT PDF

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Gabarito da série de exercícios que trata as Curvas TTT. O gabarito foi elaborado pelo professor da disciplina....

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GABARITO DA 4ª SÉRIE DE EXERCÍCIOS DE MCM003T Materiais para Construção Mecânica Universidade Federal de Itajubá - Prof. Paulo Junho de Oliveira

1) Analise atentamente o Diagrama TTT do aço SAE 4140 e responda as questões a seguir.

1.1) Nestes DIAGRAMAS utilizados para se estudar os vários Tratamentos Térmicos dos Aços, qual o significado da Sigla TTT ? a) Temperatura - Tempo - Têmpera b) Transformação – Têmpera – Tratamento. c) Tratamento – Tempo – Transformação. d) Temperatura – Tempo – Transformação. e) NRA. 1.2) Nestes Diagramas TTT, os eixos da Temperatura e da Dureza são paralelos, portanto, existe uma relação direta entre ambas. Qual é essa relação? a) Quanto maior a temperatura na qual ocorre a transformação da austenita, menor será a dureza da microestrutura resultante. b) Quanto menor a temperatura na qual ocorre a transformação da austenita, menor será a dureza da microestrutura resultante. c) Quanto maior a temperatura na qual ocorre a transformação da austenita, maior será a dureza da microestrutura resultante. d) Quanto maior a temperatura na qual se faz o ensaio de dureza no aço, menor será a dureza da microestrutura resultante. e) Há 02 opções corretas dentre as anteriores.

1.3) A primeira curva ( a mais superior) que aparece neste Diagrama TTT do aço SAE 4140 é identificada como: a) Pi b) Pf c) Ci d) Fi e) Mi 1.4) A linha Ms indica que a esta temperatura ocorre: a) o início da transformação da austenita em bainita. b) o início da transformação da bainita em martensita. c) o início da transformação da austenita em martensita. d) 5% de transformação da austenita em martensita. e) o início da formação da martensita superficial. 1.5) Sobre o Diagrama TTT do aço SAE 4140, só não é correto afirmar que: a) As curvas Pi e Pf tem um formato de “S” porque trata-se de um aço ligado. b) Se fosse um aço comum as curvas Pi e Pf teria um formato de “C”. c) A maior dureza possível de se obter na têmpera do aço SAE 4140 é 61 HRC. d) A Zona Crítica deste aço se situa entre A S e Af, ou seja, aproximadamente entre 1360°C e 1465°C. e) Num curto intervalo de tempo (alguns segundos), é possível se ter austenita mesmo abaixo da ZC.

2) Três Lotes de brocas (φ = 5 mm), fabricadas em aço SAE 4140 recozido, recebem as seguintes sequências de tratamentos térmicos, conforme tabela abaixo: Procedimentos Aquecimento à temperatura de → Resfriamento rápido a → Manutenção a esta temperatura por → Resfriamento a 25 ºC em (segundos) →

Lote Nº 01 840°C 370°C 1 hora 30

Lote Nº 02 860°C 480°C 3 horas 30

Lote Nº 03 700°C 350°C 45 min. 30

2.1) Quais as microestruturas formadas nos lotes N°s 01, 02 e 03 respectivamente após a sequência de tratamentos térmicos? (A) Bainita inferior, bainita superior e bainita inferior. (B) Bainita inferior, bainita superior e martensita. (C) Bainita superior, bainita inferior e bainita inferior. (D)

Bainita inferior, bainita superior e perlita grossa + ferrita. (porque700°C nem chegou a austenitizar o N° 03!)

(E) NRA. 2.2) Qual(is) dos três lotes NÃO fará(ão) sucesso no mercado consumidor em termos de vida útil? Por quê? Resp: O lote N° 03, porque a 700°C nem chegou a austenitizar (não ultrapassou a ZC), portanto, as brocas continuam no estado recozido (baixíssimas durezas) não propiciando a resistência ao desgaste das brocas no momento da furação.

2.3) Qual dos três lotes de brocas poderia ser vendido por um preço menor em termos de custos de fabricação? Explique. Resp: O Lote N° 01 porque é o que apresenta a melhor viabilidade econômica (custos menores) porque a austêmpera é realizada numa temperatura menor (370°C) e por um tempo menor (01 hora) e ainda resulta numa dureza maior das brocas (44 HRC). O Lote N° 02 é submetido à austêmpera a 480°C por 03 horas (gasto de energia muito maior do forno) e ainda resulta com uma dureza menor 29 HRC).

2.4) Qual dos 03 lotes apresenta a melhor viabilidade técnica? a) N° 01 (maior dureza, melhor qualidade e vida útil maior) b) N° 02 c) N° 03 d) há empate técnico entre os lotes N° 01 e N° 02. e) há empate técnico entre os lotes N° 02 e N° 03. 2.5) Qual dos 03 lotes apresenta a melhor viabilidade econômica? a) N° 01 (já explicado na questão 2.3) b) N° 02 c) N° 03 d) há empate técnico entre os lotes N° 01 e N° 02. e) há empate técnico entre os lotes N° 02 e N° 03. 2.6) As durezas finais (em HRC) de cada lote de brocas após a sequência de tratamentos térmicos, respectivamente, são: a) 61 - 60 - 60 b) 56 – 34 - 26 c) 44 – 29 – 10 d) Não é possível se prever as durezas pelo Diagrama TTT. e) NRA. 2.7) Os tratamentos térmicos realizados em cada lote de brocas são, respectivamente: a) Austêmpera – martêmpera – austêmpera. b) Austêmpera – austêmpera – austêmpera. c) Têmpera – austêmpera – revenimento. d) Austêmpera – austêmpera – não houve tratamento, permanecendo recozidas. e) NRA.

3) Analise as Curvas TTT do aço SAE 4068 e responda as questões apresentadas

3.1) As amostras utilizadas pela Equipe Americana para o levantamento das curvas do Diagrama TTT do aço SAE 4048 foram austenitizadas à temperatura aproximada (em °C) de: (A) 800 (B) 1650 (C) 900 (no Diagrama TTT do Aço SAE 4068 está escrito “Austenitized at 1650°F” convertendo para °C dá 898,9°C → → C/5 = (F – 32)/9

(D) 750 (E) NRA 3.2) Quanto ao tamanho dos grãos dessas amostras (referidas no item anterior) podemos afirmar que são: (A) Grandes. (B) Pequenos. (C) Médios a pequenos. (o tamanho de grão (“Grain size”) pela ASTM vai de 1 a 11, quanto maior o N°, menor o grão)

(D) Grandes a médios. (E) Nada se pode afirmar. 3.3) Qual o elemento de liga do aço SAE 4068? (A) Mn (O Mn é considerado elemento normal). (B) C (C) Mo (Mo = 0,24%) (D) Fe (E) Cr 3.4) As microestruturas predominantes (em termos de quantidade) nos pontos 3, 7 e 8 são respectivamente: (A) Martensita, Bainita e Ferrita livre. (B) Martensita, Bainita e Perlita fina. (C) Austenita retida, Martensita e Perlita grossa. (D) Martensita, Martensita (e/ou bainita) e Perlita grossa. (E) Austenita residual, Bainita superior e Perlita fina. 3.5) Os tratamentos térmicos realizados nesses 03 casos são, respectivamente: (A) Têmpera severa em água – têmpera branda em óleo – recozimento. (B) Têmpera severa em óleo – têmpera branda em óleo – têmpera branda ao ar. (C) Têmpera severa em óleo – têmpera branda em óleo – recozimento. (D) Têmpera severa em água – têmpera branda em água – têmpera branda ao ar. (E) NRA. Obs: Por ser um aço ligado e com C > 0,35% não se deve temperá-lo em água e sim em óleo. A primeira têmpera foi muito rápida (em torno de 5 segundos) porque a peça provavelmente seja muito fina e delgada em relação ao volume 3 de óleo, ao passo que a segunda têmpera demorou aproximadamente 17 minutos (10 segundos) para resfriar até à temperatura ambiente, porque a peça seja mais espessa (maior massa) em relação ao volume de óleo. “Normalmente” utilizamos 20 litros de óleo ou de água para cada quilo da peça, MAS NADA IMPEDE que alteremos o volume de óleo ou de água para se adaptar às circunstâncias de cada caso.

3.6) Se fabricarmos uma lâmina com o aço SAE 4068 e a submetêssemos a seguinte sequência de tratamento térmico: austenitização a 850°C, resfriamento muito rápido a 430°C, manutenção a esta temperatura por 01 hora e resfriamento ao ar até a temperatura ambiente. Qual o tratamento térmico realizado e qual a dureza final (em HRC) dessa lâmina? (A) Têmpera – 60 (B) Martêmpera – 56 (C) Austêmpera – 66 (D) Têmpera – 56 (E) Austêmpera - 38...