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Tecnologia Mecânica III
Prof. Engº Marcos A. Gasparin dos SantosEmail: [email protected]: [email protected]
Departamento de Mecânica/MecatrônicaCentro Estadual de Educação Tecnológica Paula Souza
– ETEC JORGE STREET
Revisão: 01 de 03/02/2016
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ÍTENS BASE TECNOLÓGICA
1 Processos de Fundição: introdução, definição, tipos de processos de fundição (fundição em casca, fundição em areia, fundição em moldes permanentes, fundição sob pressão, fundição centrífuga e fundição de precisão em cera perdida) e importância do processo de fundição.
2 Processos de conformação Mecânica: Processos Primários suas
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2 Processos de conformação Mecânica: Processos Primários suas características de trabalho a quente, caracteristica trabalho a frio, tipos de processos de conformação: laminação, trefilação, forjamento, extrusão, estampagem
3 Ordenamento Técnico: normas técnicas , manuais e catálogos
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Tecnologia Mecânica IIICRONOGRAMAS DE AULAS
Dia/Mês TEMA
15/02 Apresentação : Princípios de Solidificação. Fundição e fusão dos metais.
22/02 Introdução a Processos Metalúrgicos – tipos de Processos – Fundição e tipos de processos de Fundição
29/02 Considerações - Desenho da Peça e Projeto do Modelo
07/03 Processos de Moldagem – Moldagem em Areia, Moldes Metálicos – Tipos e 07/03 Processos de Moldagem – Moldagem em Areia, Moldes Metálicos – Tipos e Máquinas, Fundição Investimento Casting ou Cera Perdida ( de Precisão)
14/03 Processo de Fundição em Casca ou Shell Molding, Moldagem Cerâmica, Fundição Centrífuga, Fusão de Metais - Tipos de Fornos
21/03 Fusão de Metais – Tipos de Fornos, Desmoldagem, Limpeza e rebaração, Controle de Qualidade
28/03 Prova
04/04 Resultados Prova
11/04 Introdução Processos de Conformação Mecânica
18/04 Processos Primários e características de trabalho a quente3
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CRONOGRAMA DE AULAS
Data/Mês TEMA
Características de Trabalho a Frio - Laminação
Trefilação
Forjamento
Extrusão
Estampagem de Metais
Normas Técnicas, catálogo de Fabricantes
Prova
Resultados da Prova
Apresentação Seminário
Apresentação Seminário
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Tecnologia Mecânica III
Metodologia de Aula• Aulas serão expositivas através de projetor;• Material será disponibilizado para os alunos
através sala virtual.• Teremos 2 (duas) Provas, serão questões • Teremos 2 (duas) Provas, serão questões
dissertativas;• Todo material terá um questionário que deverá
ser entregue ao Professor na aula seguinte, atividade Individual, exercício de avaliação;
• As questões das Provas saíram do questionário.
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Tecnologia Mecânica III
• Trabalhos adicionais: Seminário sobre temas da disciplina, onde no 1º Bimestre deverá ser entregue ao Professor para correção inicial, no 2º Bimestre deverá entregar novamente o trabalho com as correções solicitadas pelo professor no 1º Bimestre, o material impresso deve ter as com as correções solicitadas pelo professor no 1º Bimestre, o material impresso deve ter as seguintes informações:
• Capa;• Folha de Rosto;• Sumário;• Tema do trabalho;
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Tecnologia Mecânica III
• Fundamentação Teórica;• Definição de Termos;• Cronogramas;• Referências Bibliográficas ( Livros Técnicos e Apostilas
Técnicas, não será aceito links de pagina da Internet);Técnicas, não será aceito links de pagina da Internet);• Lista de Tabelas;• Referências;• Apêndices;• Anexos (fotos tiradas da Internet são aceitas e devem
apresentar o link de onde foi retirada);• Tabelas.
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• TEMAS DO TRABALHO (grupo de 4/5 alunos):
1) Fundição em areia;
2) Fundição em Casca – Shell Molding;
3) Fundição em Cera Pedida ou Investiment3) Fundição em Cera Pedida ou InvestimentCasting;
4) Fundição Sob Pressão;
5) Fundição Centrífuga;
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6) Laminação de Metais;
7) Trefilação de Metais;
8) Forjamento;
9) Extrusão de Metais;9) Extrusão de Metais;
10)Estampagem de Metais.
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Tecnologia Mecânica III
• O material deverá retirado de livros e apostilas técnicas, de Organismos de Ensino reconhecidos, isto é, Universidades, faculdades, Escola de Ensino Técnico(SENAI e ETEC’S);Ensino Técnico(SENAI e ETEC’S);
• Objetivo: desenvolver capacidade de leitura, interpretação e pesquisa científica.
• Fotos, cronogramas, Fluxogramas e demais materiais para compor o trabalho, deveram mencionar o links.
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• Apresentação do Trabalho no fim do semestre deve ser:
1) Em Power Point;
2) Ter um Slide de abertura;2) Ter um Slide de abertura;
3) Slides de conteúdo (resumo do Trabalho impresso);
4) Slide de Fechamento;
5) Tempo de apresentação: 10-15 minutos/ grupo.
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Tecnologia Mecânica III
• Regras de Preparação Slides em Power Point:
a) Quanto menos melhor;
b) Garanta Visibilidade;
c) Cuidado Efeitos e Cores;c) Cuidado Efeitos e Cores;
d) Cuidado com Gráficos;
e) Cuidado com a ortografia;
f) Domine as Informações expostas.
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Bibliografia para referência:
1. Tecnologia Mecânica – Processos de Fabricação e Tratamento – Vicente Chiaverini– Ed. MacGraw Hill – 2ª Edição.– Ed. MacGraw Hill – 2ª Edição.
2. Metalografia dos Produtos Siderúrgicos Comum – Hubertus Colpaert – Ed. Edgard Blücher Ltda – 3ª Edição.
3. Aços e Ferros Fundidos – Vicente Chiaverini –Ed. ABM.
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1) Princípio de Solidificação dos Metais
• Solidificação é um fenômeno universal de grande importância científica e tecnológica.
• A solidificação é uma transição de estado, de líquido para sólido; todas as transições são
• A solidificação é uma transição de estado, de líquido para sólido; todas as transições são caracterizadas por mudanças bruscas nas propriedades dos materiais.
• Os átomos no estado líquido possuem muito mais mobilidade do que os átomos no estado sólido.
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Tecnologia Mecânica III
• A transformação do estado líquido para o sólido (e vice versa) ocorre devido a transformação da matéria para uma condição mais estável com menor energia livre.
• Para que o processo de solidificação aconteça deve haver uma redução de energia livre.
• Desta forma no ponto de equilíbrio nada acontece, pois as energias dos dois estados são iguais.
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• A solidificação somente ocorrerá se o metal for resfriado abaixo da temperatura de equilíbrio.
• Essa diferença entre a temperatura de • Essa diferença entre a temperatura de
equilíbrio e a temperatura onde a solidificação
efetivamente acontece chama-se grau de super resfriamento.
• Quanto maior a taxa de resfriamento maior o grau de super resfriamento.
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• O controle do tamanho e forma do grão, da homogeneidade e da integridade do material sólido pode ser feito, na solidificação, pelo controle das velocidades de nucleação e de crescimento de fases. de crescimento de fases.
• O controle adequado da velocidade de solidificação é uma ferramenta tecnológica essencial para se melhorar e obter novas propriedades.
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• A importância da solidificação é notável em metais e ligas metálicas, mas os seus princípios podem ser usados em qualquer material, como polímeros, vidros, biomateriais, etc.biomateriais, etc.
• Um exemplo comum: a solidificação de um lingote metálico (um lingote de aço), é freqüentemente utilizada para se descrever, em linhas gerais, o fenômeno.
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Mecanismos de Nucleação:
• Nucleação homogênea
– Próprio metal fornece átomos para formar núcleos
– Sub-resfriamento usualmente de centenas de graus Celsius– Sub-resfriamento usualmente de centenas de graus Celsius
• Nucleação heterogênea
– Presença de agentes nucleantes: superfície do recipiente, impurezas insolúveis, ou material estrutural
– Prática industrial: sub-resfriamento de 0,1 a 10°C
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Núcleos
Contornos de grãoLíquidoLíquido
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Núcleos
Cristais que formarão grãos
Grãos
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Processo de solidificação-Formação dos grãos:• Os grãos são formados no início do processo de
solidificação a partir de pequenos agrupamentos de átomos chamados de núcleos.
• Cada núcleo da origem à um grão com crescimento cristalográfico em direção diferente de seus vizinhos.
• Cada núcleo da origem à um grão com crescimento cristalográfico em direção diferente de seus vizinhos.
• Quando resta pouco líquido e os diferentes grãos começam a se encontrar,formam o contorno de grão.
• O contorno de grão é uma região pequena, desordenada, sem uma estrutura cristalina definida, sendo portanto, uma região de maior energia que a do interior do grão.
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ESTRUTURA DOS GRÃOS:1) Grãos equiaxiais
– Crescimento de cristais aproximadamente igual em todas as direções;em todas as direções;
– Solidificação rápida;
– Usualmente adjacentes a parede fria do molde, (zona coquilhada) mas podem aparecer no centro do lingote também dependendo do tamanho do molde e da velocidade de resfriamento.
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Tecnologia Mecânica III
2) Grãos colunares:
– Longos, finos, grosseiros;
– Solidificação relativamente lenta em gradiente de temperatura;gradiente de temperatura;
– Perpendiculares à parede fria do molde.
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Estruturas de grão
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Tecnologia Mecânica III
Grãos colunares em um lingote de alumínio fundido:reativo de Tucker
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Frente de solidificação com crescimento dendrítico
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Aspecto das dendritas
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Tecnologia Mecânica IIIFormação do vazio após a solidificação: Em geral os sólidos apresentam menor volume que os líquidos, ocorrendo uma contração durante a solidificação
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QUESTIONÁRIO
1) O que é solidificação de metais?
2) Para haver solidificação de um metal deve ocorrer o que?ocorrer o que?
3) Quais são os mecanismos de solidificação?
5) Quais os tipos de estruturas de grãos?
6) O que é estrutura de grão eqüiaxial?
7) O que é estrutura de grão colunar?
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2) Introdução a Processos Metalúrgicos
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