Enunciado

Os limites de resistência à tração do chumbo puro e do estanho puro à temperatura ambiente são de 16,8 Mpa e de 14,5 Mpa, respectivamente.

  1. Faça um gráfico esquemático do limite de resistência à tração na temperatura ambiente em função da composição para todas as composições entre o chumbo puro e o estanho puro. (Sugestão: você pode querer consultar as Seções 9.10 e 9.11, assim como a Equação 9.24 no Problema 9.64.)
  2. Nesse mesmo gráfico, trace esquematicamente o limite de resistência à tração em função da composição a 150 ˚C.
  3. Explique as formas dessas duas curvas, assim como quaisquer diferenças que existam entre elas.

Passo 1

Bom, pra resolver a letra a, vamos dar uma olhada na equação 9.24:

E l i g a = E A V A + E B V B

Onde E representa uma propriedade específica, que no caso pode ser o limite de resistência à tração e V é a fração volumétrica(ou atômica) de cada material da liga.

Então, o que vamos precisar fazer é calcular o limite de resistência pra uma determinada quantidade de combinações de composição da liga, e assim vamos poder esboçar um gráfico!

Dica: uma planilhazinha no excel super ajuda pra fazer essas contas e você também pode usar pra plotar o gráfico!

Passo 2

Com o aumento de temperatura, o limite de resistência à tração costuma aumentar, uma vez que o distanciamento dos átomos permite que o material fique mais flexível.

Como não temos dados do limite de escoamento à 150˚C, usei valores fictícios só pra gente visualizar que esse limite vai aumentar. O gráfico vai ficar assim então:

Passo 3

O nosso gráfico ficou em linha reta porque colocamos no eixo x direto em função da fração volumétrica. Se estivéssemos fazendo o gráfico em função da fração mássica, a curva poderia ter um formato diferente em função da conversão entre fração volumetria e mássica. Além disso, a fração das fases e β também deveriam ser levadas em consideração, mas como não temos dados sobre elas, fizemos uma versão esquemática simplificada do que seria esse gráfico.

Resposta

a)

b)

c) O nosso gráfico ficou em linha reta porque colocamos no eixo x direto em função da fração volumétrica.

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