Solução

Unidade 03 - Exercício Extra 01

Data - 15/01/2014

DISCIPLINAS: ENG041 e ENG 360
Professor – Manuel de Almeida Barreto Filho
Aluno -

Assinatura _________________________________

1 – Para uma liga de aço, foi determinado que um tratamento térmico de carbonetação com duração de 10 h elevará a concentração de carbono para 0,45 %p em um ponto a
2.5 mm da superfície. Estime o tempo necessário para atingir a mesma concentração em uma posição a 5.0 mm da superfície para um aço idêntico e à mesma temperatura de carbonetação? Solução:
Difusão em regime não estacionário:
Mesma concentração implica em:
Mesma Temperatura implica em:

2 – Em qual temperatura, aproximadamente, uma mostra de ferro γ teria que ser carbonetada durante 2 h para produzir o mesmo resultado de difusão que o obtido a
900oC durante 15 h? Adote:
R [J/(mol.K)]
D0 (m2/s)
Qd (J/mol)

8.314
2.3 x 10-5
148000

Solução:
Mesma Concentração e mesma posição implica em:

3 – Reescreva a expressão para a variação na energia livre total para a nucleação homogênea para o caso de um núcleo cúbico com comprimento de aresta a (em vez de uma esfera com raio r) e determine o valor ΔG*. Compare com o valor para um núcleo esférico e justifique.
(para a esfera)
Solução:
;

;

;

; e ; Justificativa:

4 – Abaixo estão relacionados os dados da fração recristalizada em função do tempo para a recristalização a 600oC de um aço previamente deformado. Assumindo que a cinética desse processo obedece à equação de Avrami, determine a fração recristalizada após um tempo total de 22.8 min.
Fração Recristalizada
0.20
0.70

Tempo (min)
13.1
29.1

Solução:
Equação de Avrami:

e

;

;

5 – Determine o tempo de carbonetação necessário para atingir uma concentração de carbono de 0.45%p C a 2 mm da superfície de uma liga ferro-carbono contendo inicialmente 0.20%p C. A concentração na superfície deve ser mantida em 1.3%p C e o tratamento deve ser conduzido a 1000oC.