EXERCICIOSDifusao

Programa de Pós Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais PGCEM
Departamento de Engenharia Mecânica - DEM
UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA

Ciência dos Materiais – Lista de Exercícios - Difusão
1.

Descreva os dois mecanismos atômicos de difusão

2.

Explique qual a diferença entre difusão em estado estacionário e a difusão em estado não estacionário
(transiente).

3.

Escreva a primeira e a segunda lei de Fick na forma de equações. Defina seus parâmetros.

4.

Um aço com 0,02 % C deve ser cementado a 1200 °C em 4 horas, com um ponto a 0,6 mm da superfície alcançando 0,45 % C. Calcule o teor de carbono requerido na superfície do aço.
(Resp. 0,53 %C).

5.

Um aço com 0,80 % C deve operar a 950 ° C em um ambiente oxidante, com um teor de carbono igual a zero em sua superfície. O teor de C pode se situar abaixo de 0,75 % C até a profundidade de 0,02 cm do aço. Nessas condições, qual será o tempo máximo que esse componente de aço vai poder operar?
(Resp. 2,9 min).

6.

Que tempo será necessário para nitretar um aço com 0,002 % N para obter 0,12 % N a 0,0508 mm abaixo da superfície a 625 °C? O teor de nitrogênio na superfície é de 0, 15%. .
(Resp. 12,8 min).

7.

Uma placa de ferro é exposta a 700 °C a uma atmosfera carbonetante (rica em carbono) em um de seus lados e uma atmosfera descarbonetante (deficiente em carbono) no outro lado. Se uma condição de regime estacionário é atingida, calcule o fluxo difusional do carbono através da placa, caso as concentrações de
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carbono nas posições a 5 e a 10 mm abaixo da superfície carbonetante sejam 1,2 e 0,8 Kg/m ,
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2 respectivamente. Considere um coeficiente de difusão de 3x10 m /s nessa temperatura.

8.

Um cilindro impermeável nas laterais com 3 cm de diâmetro e 10 cm de comprimento contém uma mistura
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gasosa de H2 e N2. A concentração atômica consiste de 0,5x10 átomos de N por cm e 0,5x10 átomos de H
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por cm em um dos lados da membrana de ferro. O gás é introduzido continuamente no tubo para garantir