Ficha 01 · Materiais, propriedades e famílias
Exercício 1 · As três categorias de propriedades
Indica a que categoria pertence cada propriedade — físico-química, mecânica ou tecnológica: densidade, dureza, soldabilidade, condutividade elétrica, tenacidade, maquinabilidade.
Resposta:
- Densidade — físico-química.
- Dureza — mecânica.
- Soldabilidade — tecnológica.
- Condutividade elétrica — físico-química.
- Tenacidade — mecânica.
- Maquinabilidade — tecnológica.
Exercício 2 · Dureza vs tenacidade
Explica, por palavras tuas, a diferença entre dureza e tenacidade e porque é que costumam "puxar em sentidos opostos".
Resposta:
- Dureza é a resistência à penetração e ao risco (quão difícil é marcar/raspar o material).
- Tenacidade é a energia que o material absorve antes de partir.
Puxam em sentidos opostos porque, em geral, ao tornar um aço mais duro, ele fica mais frágil (parte mais facilmente, absorve menos energia). Por isso um material muito duro resiste ao desgaste mas pode estilhaçar sob choque. Os tratamentos térmicos (têmpera + revenido) servem para equilibrar as duas.
Exercício 3 · O papel do carbono
Completa: à medida que aumenta o teor de carbono num aço, ele fica mais __ e _, mas menos e ___. Distingue depois aço de ferro fundido pelo teor de carbono.
Resposta:
Mais duro e resistente, mas menos dúctil e soldável.
- Aço: 0,008% a 2,1% de carbono.
- Ferro fundido: mais de 2,1% (tipicamente até ~4%) de carbono.
O carbono é o "tempero" do ferro: controla dureza, resistência e trabalhabilidade.
Exercício 4 · Ferroso ou não ferroso?
Para cada peça, indica se se usa tipicamente um metal ferroso ou não ferroso e justifica com uma propriedade: (a) cablagem elétrica, (b) chassis, (c) jante desportiva leve, (d) disco de travão.
Resposta:
- (a) Cablagem — não ferroso (cobre): melhor condutividade elétrica.
- (b) Chassis — ferroso (aço): resistência estrutural a baixo custo.
- (c) Jante desportiva leve — não ferroso (liga de alumínio): baixa densidade/peso.
- (d) Disco de travão — ferroso (ferro fundido cinzento): dureza, resistência ao calor e amortecimento de vibração.
Exercício 5 · Escolher a família do aço
Associa cada aplicação ao tipo de aço mais adequado: chapa de carroçaria, mola de suspensão, escape que não pode enferrujar. Opções: aço baixo carbono, aço alto carbono, aço inoxidável.
Resposta:
- Chapa de carroçaria → aço de baixo carbono (macio, estampa-se e solda-se bem).
- Mola de suspensão → aço de alto carbono (aceita têmpera, resistente e elástico).
- Escape que não pode enferrujar → aço inoxidável (≥ 10,5% crómio, resiste à corrosão).
Exercício 6 · Ligas de alumínio
Porque é que, em vez de alumínio puro, se usam quase sempre ligas de alumínio nas peças do automóvel? Dá um exemplo de aplicação.
Resposta:
O alumínio puro é demasiado mole para peças estruturais. Ligando-o com silício, cobre ou magnésio, ganha-se resistência mecânica mantendo a leveza e a resistência à corrosão. Exemplos: cabeça e bloco do motor, jantes, componentes de suspensão.
Exercício 7 · Reciclagem e ambiente
Reciclar alumínio poupa cerca de 95% da energia face a produzi-lo de raiz. Explica porquê e indica uma boa prática de gestão de sucata na oficina.
Resposta:
Produzir alumínio primário exige electrólise da alumina, um processo muito intensivo em energia. Refundir alumínio já existente evita essa etapa, poupando quase toda a energia. Boa prática: separar a sucata por tipo (ferrosa, alumínio, cobre) e encaminhá-la para reciclagem, em vez de misturar; separar também óleos e resíduos perigosos para gestão adequada.