Webquest 10 – Ligas Ferrosas

INTRODUÇÃO

 Os técnicos estão envolvidos com frequência em decisões que envolvem a seleção de materiais, as quais exigem que se tenha alguma familiaridade com as características gerais de uma ampla variedade de materiais. Além disso, o acesso a bases de dados contendo so valores das propriedades para um grande número de materiais pode ser necessário (http://www.matweb.com).

Assim, muitas vezes, um problema relacionado a materiais consiste realmente em uma simples questão de seleção daquele material que possui uma combinação correta de características para uma aplicação específica. Portanto, as pessoas que estão envolvidas no processo de escolha de materiais devem possuir conhecimento das opções que estão disponíveis.

  

ATIVIDADES

  • Preencher as tabelas a seguir, tomando como base os Diagramas Fe-C mostrados.

Aço Hipoeutetóide:

tec_mecanica1_Page_11

 

Aço Hipereutetóide:

tec_mecanica1_Page_12

  • Desenvolver um texto (em torno de 15 linhas) sobre os efeitos dos elementos de liga nos materiais ferrosos, indicando a influência na estrutura e influência nas propriedades e exemplos de aplicações para estes aços. Postar esse texto na forma de comentário nesta WebQuest. Basear a resposta para os seguintes elementos: Cromo, Manganês, Molibdênio, Níquel, Silício, Tungstênio e Vanádio.
  • Descrever o processo de obtenção de cada um dos tipos de Ferros Fundidos (Cinzento, Branco, Nodular e Maleável). Utilizar o esquema a seguir para resolver a questão.

 

     
  •  Publicar na forma de comentários a bibliografia consultada e também a webgrafia utilizada.

   

PROCESSO

Para realizar as atividades o aluno deverá criar um arquivo texto (.DOC ou .DOCX) e copiar as tabelas para este arquivo texto  e completar as lacunas.

Otexto sobre os elementos de ligas deverá ser apresentado, também, no mesmo arquivo.

O arquivo deverá ser salvo com o nome [CÓDIGO DO ALUNO.DOC] ou .DOCX.

O aluno deverá encaminhar este arquivo texto por e-mail para o endereço:  [email protected]  até a data de 29/Nov/2009.

Os arquivos que forem encaminhados depois dessa data não serão aceitos.

 

RECURSOS

 http://www.infomet.com.br/acos-e-ligas.php

 http://www.cimm.com.br/portal/material_didatico

http://www.discoverybrasil.com/guia_tecnologia/materiais_basicos/aco/index.shtml

http://books.google.com.br/books?id=SFM9FOT7rgwC&printsec=frontcover&dq=materiais&ei=IAIMS-atKprAywTAkI3_Ag#v=onepage&q=a%C3%A7os&f=false

http://books.google.com.br/books?id=8IKJTHS5SfAC&printsec=frontcover&dq=materiais&ei=IAIMS-atKprAywTAkI3_Ag#v=onepage&q=a%C3%A7os&f=false

  

AVALIAÇÃO

A avaliação dessa webquest será realizada com base em dois itens:  a  INTERAÇÃO através dos comentários e contribuições realizadas para a resolução dos exercícios e também pelas respostas enviadas, por e-mail,  no arquivo texto. 

 

CONCLUSÃO

Em relação à composição, os metais e as ligas são classificados como ferrosos e não-ferrosos. As ligas ferrosas (aços e ferros fundidos) são aquelas onde o ferro é o constituinte principal. A maioria dos aços contém menos do que 1% de Carbono e, além disso, outros elementos de liga, os quais tornam esses materiais suscetíveis a tratamentos térmicos (e levam a uma melhoria das suas propriedades mecânicas) e/ou mais resistentes a corrosão. Os aços comuns ao carbono com baixo teor de carbono, assim como os aços de baixa liga e alta resistência, os aços com médio teor de carbono, os aços-ferramenta e os aços inoxidáveis são os tipos de aços mais comuns.

Os ferros fundidos (fofos) possuem um teor de carbono mais elevado, normalmente entre 3,0 e 4,5% de Carbono, assim como outros elementso de liga, principalmente o Silício. Nesses materiais, a maioria do carbono existe na forma de grafita, em vez de estar combinado com o ferro na forma de cementita. Os ferros cinzento, nodular, e maleável são os 3 tipos de ferro fundido mais largamente utilizados; os dois últimos são razoavelmente dúcteis.

Webquest 9 – Diagrama de Fases

INTRODUÇÃO

Dependendo da composição, são possíveis vários tipos diferentes de microestruturas para o resfriamento lento de ligas que pertencem a sistemas binários.

Essas possibilidades são consideradas utilizando-se os diagramas de fases.

De todos os sistemas de ligas binárias, aquele que é possivelmente o mais importante é o formado pelo FERRO e o CARBONO. Tanto os aços quanto os ferros fundidos, que são os principais materiais estruturais em toda e qualquer cultura tecnologicamente avançada, consistem essencialmente em ligas ferro-carbono.

Segue vídeo sobre a produção do Ferro Gusa.

 

ATIVIDADES

Responda as questões a seguir. Utilize o campo de comentários para responder. Cada resposta deve ser um comentário.

  • Para um diagrama Pb-Sn (encontrar o diagrama), qual é a composição e a temperatura do ponto EUTÉTICO.
  • Qual a temperatura de fusão do Chumbo ? Qual a temperatura de fusão do Estanho ? Explique como encontrar essas temperaturas no diagrama Pb-Sn ?
  • No diagrama Fe-C (ver animação abaixo), explique porque a fase proeutetóide começa sua formação nos contornos de grão da Austenita ?
  • O que é a Perlita e como ela é formada ?
  • O grupo de alunos deverá criar e/ou melhorar o termo EUTETÓIDE disponível na Wikipédia.

  

 

PROCESSO

Cada aluno deverá pesquisar suas respostas.

Cada resposta deverá se publicada em um comentário neste BLOG juntamente com os endereços e bibliografias pesquisados.

Os comentário (respostas) deverão ser realizados até a data de 09/Novembro/2009.

 

RECURSOS

http://www.infomet.com.br/siderurgia.php

http://www.infomet.com.br/diagramas-fases.php

http://www.cimm.com.br/portal/noticia/index_geral/?src=/material/fundamentos

http://www.cienciadosmateriais.org/

Outros recursos devem ser pesquisados e disponibilizados na forma de comentários.

 

AVALIAÇÃO

A avaliação desta atividade será baseada na interação e na apresentação de contribuições na forma de comentários, neste BLOG, e também, no nível de respostas.

 

CONCLUSÃO

O sistema Ferro-Carbono tem uma região eutética que é fundamental para a família dos ferros fundidos. Já os aços tem a característica de se apoiarem no fato de que o ferro se torna CFC a elevadas temperaturas (ALOTROPIA), podendo assim dissolver o carbono presente. Por isso, os aços são normalmente forjados e trabalhados a quente como um material monofásico.

A solução sólida CFC (austenita, ou Fe-gama) se decompõe durante o resfriamento, em ferrita (CCC, ou Fe-alfa) e cementita, carbeto de ferro (Fe3C). Essa decomposição é uma reação, chamada de eutetóide.

Webquest 8 – Diagrama de Fases

INTRODUÇÃO

A compreensão dos Diagramas de Fases para ligas é de grande importância para os técnicos e engenheiros, pois existe uma forte relação entre a microestrutura e as propriedades dos materiais. 

Por exemplo, o tratamento térmico de têmpera pode ser entendido pela transformação de uma fase em outra.

Os Diagramas de Fases, além de especificarem :  i – quais as fases presentes a uma dada temperatura;  ii – suas composições;
permitem também calcular as quantidades relativas de cada fase presente, à temperatura considerada.

Além disso, os Diagramas de Fases fornecem informações valiosas sobre os fenômenos da fusão e cristalização de ligas. Essas informações, juntamente com as propriedades relacionadas às microestruturas podem definir a seleção de um material para determinado uso.

A forma e distribuição das fases, também, pode interferir nas propriedades dos materiais.

Nas figuras a seguir podemos ver, a esquerda, uma micrografia de um material monofásico, e a direita, um material bifásico.

  f25a_09_pg291        f17_09_pg280

[fonte: CALLISTER JR., William D. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução.  5. ed. Rio de Janeiro: LTC, c2002.]

 

ATIVIDADES

Cada aluno deverá buscar suas próprias fontes de pesquisa para responder as questões do questionário.

A animação a seguir ajudará a responder algumas questões.

Clique no botão PLAY para ver a animação.

 

PROCESSO

Cada aluno deverá pesquisar suas respostas. As dúvidas e outros comentários deverão ser publicados neste BLOG. Cada aluno deverá, também, publicar na forma de cometário neste BLOG os endereços e bibliografias pesquisados.

Após as discussões (por comentários), e após atingir-se um consenso nas respostas, cada aluno deverá responder o questionário disponível no endereço:

https://spreadsheets.google.com/viewform?formkey=dGdwOFl1YXVTTWlzQjg0QmZ1c1pDQ3c6MA

O questionário ficará disponível até a data de 01/Novembro/2009.

 

RECURSOS

A seguir tem algumas sugestões de fontes de pesquisa.

Muitas outras podem ser encontradas.

http://www.cienciadosmateriais.org/index.php?acao=exibir&cap=14&top=54

http://www.cimm.com.br/portal/noticia/index_geral/?src=/material/fundamentos

http://www.dcmm.puc-rio.br/cursos/cemat/html/diagramas.zip

http://www.dema.puc-rio.br/dcmm_download.php

 

AVALIAÇÃO

A avaliação desta atividade será baseada na interação e na apresentação de contribuições na forma de comentários, neste BLOG, e também, nas respostas digitadas no formulário do questionário.

As respostas do questionário deverão ser as conclusões dos assuntos que serão discutidos através dos comentários e, portanto, serão avaliados por isso.

A nota do 3. Bimestre dos alunos que participarem das 3 etapas (WQ 8,  WQ 9 e WQ10) serão reavaliadas.

 

CONCLUSÃO

Uma das razões pelas quais o conhecimento e a compressão dos diagramas de fases é importante para o técnico e para o engenheiro está relacionada ao projeto de ao controle dos procedimentos utilizados em TRATAMENTOS TÉRMICOS; algumas propriedades dos materiais são função das suas microestruturas e, consequentemente, dos seus históricos térmicos. Embora a maioria dos diagramas de fases represente estados e microestruturas estáveis, eles são úteis na compreensão do desenvolvimento e na preservação de estruturas que não se encontram em um estado de equilíbrio, assim como de suas respectivas propriedades; com frequência, ocorre dessas propriedades serem mais desejáveis do que aquelas que estão associadas ao estado de equilíbrio.

O estudo dos Diagramas de fases nos é útil para:

1. Predizer que fases se encontram em equilíbrio para uma dada composição de liga a uma certa temperatura;

2. Determinar a composição química de cada fase;

3. Calcular a quantidade de cada fase presente.

Os diagramas de fase são ferramentas poderosas nas mãos de cientistas e engenheiros que projetam materiais para usos específicos e que necessitam prever a estabilidade dos mesmos nas diferentes situações de serviço.

WebQuest 7 – Mapa Conceitual

INTRODUÇÃO

A disciplina de Ciência dos Materiais parte dos conceitos mais simples e avança até os mais complexos. Cada etapa ou cada capítulo de livro evolui a partir dos conteúdos anteriores. Da mesma maneira nossas atividades seguiram essa evolução de conceitos.

E então, podemos observar que existe uma evolução linear nos conceitos apresentados.

Assim, surge uma dúvida: Seria possível representar essa evolução dos conceitos por um esquema gráfico ? ?

Chamamos estes esquemas gráficos de MAPAS CONCEITUAIS. Este esquema de conceitos pode ser elaborado apenas com papel e caneta. Mas, surge no cenário da informática vários softwares que podem ajudar na confecção destes esquemas. Dentre os softwares para a elaboração de esquemas conceituais destaca-se a ferramenta CMAPS TOOLS da IHMC, especialmente por ser freeware.

 

ATIVIDADES

Construir um Mapa Conceitual baseado nos conceitos estudados de Ciência dos Materiais e encaminhar esse mapa na forma de arquivo para o e-mail do professor.

 

PROCESSO

Primeiro passo: buscar na literatura os termos e conceitos estudados até agora.  Afim de focalizar o trabalho nos conceitos principais e básicos, o trabalho de busca dos termos deve ser realizado nos capítulos de 1 a 7 do livro CALLISTER JR., William D. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução.  5. ed., disponível nas bibliotecas da UTFPR.

Segundo passo: Instalar a ferramenta CMapsTools.

Terceiro passo: Digitar os termos separadamente, no CMapsToos, em uma página em branco. Criando vários elementos sem ligação. (salvar o documento)

Quarto passo: Com auxílio dos elementos de ligação (flechas), relacionar os termos, utilizando-se de verbos como:  “pode ser”, “é”, “gera”, “torna-se”  e outros que achar necessário.

Quinto passo: Após finalizar todas as ligações e relações entre os termos, que achar necessário, salve o arquivo como uma figura .JPG com o nome  WB_07_”seu código de aluno”.JPG.

Sexto passo: Encaminhe a figura salva para o e-mail  [email protected] .

 

RECURSOS

Para obter o software CMAPS TOOLS, clique no link  http://cmapdownload.ihmc.us/installs/CmapLite/Win/WinCmapLite_v5.03_04-07-09.exe . (a ferramenta é gratuita) 

As instruções a seguir servem para a utilização da ferramenta para elaboração dos mapas conceituais.

E ainda de forma escrita, temos o texto:

Como criar mapas conceituais utlizando o CMapsTools  do CEFET-SC.

 

AVALIAÇÃO

O conceito parcial desta atividade será baseado na quantidade de termos e conceitos utilizados para confecção do Mapa Conceitual, bem como a análise crítica das ligações entre esses termos, definindo as relações de conceitos entre eles.

O aluno poderá ser solicitado a refazer ou ampliar o Mapa, dependendo da análise do professor.

Se o Mapa contiver pequenos erros, estes deverão ser consertados pelo aluno e o Mapa deverá ser re-entregue ao professor, até que se tenha uma ligação correta entre os termos.

 

CONCLUSÃO

O trabalho realizado até agora, pode ser visualizado no mapa conceitual, na forma de um resumo de termos e conceitos relacionados entre si. Assim o Mapa Conceitual é uma sugestão para organizar o estudo e o conhecimento sobre um determinado tema.

O software CmapTools, sobre o qual falamos anteriormente, permite a elaboração de mapas conceituais digitais que podem ser modificados quantas vezes isso for necessário. Além disso, ele permite que você publique o resuiltado dos teus estudos ou compartilhamento seus mapas através da Internet.

WebQuest 6 – Alteração de Propriedades Mecânicas

INTRODUÇÃO

O encruamento é uma consequência da deformação plástica. Assim, qualquer processo de conformação a frio altera as propriedades mecânicas.

Muitas vezes a deformação plástica é resultado do próprio processo de fabricação das peças e utensílios.

Nos vídeos a seguir pode-se ver alguns exemplos de processos que utilizam a deformação de metais para a fabricação.

 

 

 

ATIVIDADES

Leias as instruções antes de entrar no link.

INSTRUÇÕES PARA EXECUÇÂO DA ATIVIDADE
Após entrar no link abaixo você verá uma série de palavras relacionadas ao TEMA CENTRAL (título da página);
Coloque em ordem as palavras para formar a frase correta;
Após conseguir ordenar as palavras verifique se a frase está correta, clicando no botão  VERIFIQUE;
Quando conseguir a frase correta, ANOTE-A, e passe para a frase seguinte, clicando no botão   =>

Depois de conseguir ordenar todas a frases,

 

Entre no link:

 http://edenei.utfpr.sites.uol.com.br/hotpot/index.html

  

PROCESSO

Para a primeira etapa o aluno deverá resolver as frases individualmente. A ajuda através de comentários será aceita, desde que esta NÃO contenha a resposta (somente indicações serão aceitas) sob pena de perder a nota referente a esta atividade.

Na segunda etapa, após conseguir ordenar todas as frases, cada aluno deverá redigir um documento TEXTO (.doc),  colocando TODAS as frases da maneira como as conseguiu montar e sua respectiva pontuação.

Esse arquivo deverá ser salvo com o seguinte nome:

                   WB06_[código do aluno].doc

O arquivo deve ser encaminhado para o endereço de e-mail [email protected] até a data de 29/AGOSTO/2009. 

OBS.: Não será considerado o trabalho que for encaminhado após esta data. 

  

AVALIAÇÃO

O arquivo com as frases deverá ser entregue exclusivamente por e-mail, até a data de 29/AGOSTO/2009

Esta atividade será adicionada com as demais para totalização da nota.

 

CONCLUSÃO

Com um conhecimento da natureza das movimentações dos átomos e de como essa movimentação gera a deformação plástica, somo capazes de compreender os mecanismos que estão envolvidos nas técnicas usadas para AUMENTAR A RESISTÊNCIA MECÂNICA e para ENDURECER os metais e suas ligas.

As técnicas para o aumento de resistência mecânica são: 

Dessa forma, podemos projetar e adaptar as propriedades mecânicas dos materiais nas peças e estruturas a fim de atender os requisitos de projeto.