Ficha 01 · Estrutura, diagramas de fase e comportamento mecânico

Exercício 1 · Estrutura cristalina e comportamento

Um técnico repara que um fio de cobre se estica facilmente sem partir, enquanto uma barra de zinco racha quando se tenta dobrar a frio em excesso. Identifica a estrutura cristalina de cada metal e explica, em termos de estrutura, a diferença de comportamento.

Exercício 2 · Defeitos na rede cristalina

Classifica cada defeito como pontual, linear ou planar, e indica um efeito de cada um nas propriedades do material: (a) lacuna; (b) deslocação; (c) fronteira de grão; (d) átomo intersticial.

Exercício 3 · Ler o diagrama ferro-carbono

Um aço com 0,8% de carbono é arrefecido lentamente a partir de 900°C. (a) Em que fase está a 900°C? (b) Que constituinte se forma predominantemente ao cruzar a temperatura eutectóide (723°C)? (c) Este aço tem mais ou menos de 2,1% de carbono, e como se chama esta classe de liga?

Exercício 4 · Reconhecer os cinco esforços

Para cada situação, indica o esforço mecânico dominante (tração, compressão, corte, flexão ou torção): (a) um cabo de elevação a suspender uma carga; (b) uma viga de um pórtico apoiada em dois pontos, com carga a meio vão; (c) um pilar curto a suportar o peso de uma cobertura; (d) uma árvore de transmissão de uma máquina; (e) um rebite a unir duas chapas sobrepostas.

Exercício 5 · Ensaios destrutivos e não destrutivos

Uma soldadura de uma estrutura metálica já montada e em serviço precisa de ser inspecionada para detetar fendas internas, sem a danificar. Que tipo de ensaio se usa (destrutivo ou não destrutivo) e qual o método mais indicado? Justifica.

Exercício 6 · Ler o diagrama tensão-deformação

Observa dois diagramas tensão-deformação do ensaio de tração: o material A tem uma zona plástica longa antes da rutura; o material B rompe logo a seguir à cedência, quase sem zona plástica. (a) Classifica A e B quanto à ductilidade. (b) Indica um material real típico de cada comportamento.

Exercício 7 · Calcular com a lei de Hooke

Uma barra de alumínio (E = 70 GPa) está sujeita a uma tensão de 35 MPa, dentro da zona elástica. (a) Calcula a deformação (ε). (b) Se a barra tiver 1,5 m de comprimento, qual o alongamento absoluto?

Exercício 8 · Fadiga e concentração de tensões

Um eixo de uma máquina fratura junto a um rasgo de chaveta, após meses de funcionamento normal, sem nunca ter sido sujeito a uma sobrecarga evidente. Explica o que provavelmente aconteceu e propõe uma alteração de projeto para evitar que se repita.