Um meio de resfriamento é o ambiente no qual a peça será resfriada, após o aquecimento e permanência a uma determinada temperatura (manutenção).
! Esse ambiente influenciará a velocidade em que o calor será retirado do material, interferindo em sua microestrutura, tamanho de grão e constituintes finais da liga. Um parâmetro que define a velocidade com que o meio retira calor do material é a severidade. Quanto maior for esse fator, maior será a velocidade de resfriamento do material. Assinale a alternativa que apresente o meio de resfriamento mais severo para o mais brando:
Ambiente do forno; Ar; Banho de sais; Óleo; Água e Soluções aquosas de NaOH.
Água; Banho de sais; Óleo, Soluções aquosas de NaOH; Ar e Ambiente do Forno.
Água; Óleo; Banho de sais; Soluções aquosas de NaOH; Ar e Ambiente do Forno.
Soluções aquosas de NaOH; Água; Óleo; Banho de Sais; Ar e Ambiente do forno.
! Esse ambiente influenciará a velocidade em que o calor será retirado do material, interferindo em sua microestrutura, tamanho de grão e constituintes finais da liga. Um parâmetro que define a velocidade com que o meio retira calor do material é a severidade. Quanto maior for esse fator, maior será a velocidade de resfriamento do material. Assinale a alternativa que apresente o meio de resfriamento mais severo para o mais brando:
Ambiente do forno; Ar; Banho de sais; Óleo; Água e Soluções aquosas de NaOH.
Água; Banho de sais; Óleo, Soluções aquosas de NaOH; Ar e Ambiente do Forno.
Água; Óleo; Banho de sais; Soluções aquosas de NaOH; Ar e Ambiente do Forno.
Soluções aquosas de NaOH; Água; Óleo; Banho de Sais; Ar e Ambiente do forno.
Passo 1
Beleza, aqui a questão é da parte de tratamento térmico de aços, mais especificamente sobre têmpera (quenching). Ela quer que a gente ordene vários meios de resfriamento do “mais severo” (ou seja, que tira calor mais rápido do aço) até o “mais brando” (o mais lento para tirar calor). Para resolver isso, a gente vai usar um pouco de teoria de transferência de calor: concretamente, entender que cada meio tem um coeficiente de transferência de calor
. Quanto maior
, mais rápido sai o calor e mais severo é o banho.
Passo 2
Primeiro, o que é severidade de têmpera?
- Quando a peça quente cai no meio de resfriamento, trocamos calor por condução/convenção e, às vezes, ebulição.
- A “severidade” do meio está ligada ao coeficiente de convecção
. - Grosso modo, quanto maior
, maior a densidade de fluxo de calor e mais rápido esfria.
Passo 3
Agora, vamos comparar cada meio, do que tem maior
para o que tem menor
:
-
Soluções aquosas de NaOH (brine alcalino)
- Soluções salinas (como NaOH ou NaCl) reduzem a tensão superficial da água e promovem nucleação mais intensa de bolhas, levando tipicamente a
maior que água pura.
- Soluções salinas (como NaOH ou NaCl) reduzem a tensão superficial da água e promovem nucleação mais intensa de bolhas, levando tipicamente a
-
Água pura
- Alta condutividade térmica e bom “coating” de ebulição nucleada a ~100 °C.
-
Óleo
- Temperaturas de ebulição mais elevadas (ou até não ferve, dependendo do óleo), mas
bem menor que água.
- Temperaturas de ebulição mais elevadas (ou até não ferve, dependendo do óleo), mas
-
Banho de sais fundidos
- Apesar de a temperatura ser alta (200–400 °C), o comportamento é mais de convecção sem tanta ebulição intensa como na água;
fica abaixo do do óleo em muitos casos.
- Apesar de a temperatura ser alta (200–400 °C), o comportamento é mais de convecção sem tanta ebulição intensa como na água;
-
Ar
- Convecção gasosa simples,
baixíssimo.
- Convecção gasosa simples,
-
Ambiente do forno
- Praticamente convecção natural em gás ainda mais quente que o ar ambiente,
mais baixo ainda.
- Praticamente convecção natural em gás ainda mais quente que o ar ambiente,
Passo 4
Juntando tudo, do mais severo (maior
) para o mais brando (menor
):
Soluções aquosas de NaOH → Água → Óleo → Banho de sais → Ar → Ambiente do forno
Soluções aquosas de NaOH → Água → Óleo → Banho de sais → Ar → Ambiente do forno
Resposta
A alternativa correta é:
Soluções aquosas de NaOH; Água; Óleo; Banho de sais; Ar e Ambiente do forno.
Soluções aquosas de NaOH; Água; Óleo; Banho de sais; Ar e Ambiente do forno.