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Capítulo 13 Tipos e Aplicações dos Materiais

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A fotografia (a) mostra bolas de bilhar feitas de fenol-formaldeído (baquelita). o texto da Seção Materiais de Importância, que segue a Seção 13.12, discute a invenção do fenol-formaldeído e seu uso em substituição ao marfim em bolas de bilhar. A fotografia (b) mostra uma mulher jogando bilhar.

Os engenheiros estão, com frequência, envolvidos em decisões sobre a seleção de materiais; isso exige que eles tenham alguma familiaridade com as características gerais de uma ampla variedade de materiais. Além disso, o acesso a bases de dados contendo os valores das propriedades para um grande número de materiais pode ser necessário. Por exemplo, nas Seções M.2 e M.3 do Módulo de Suporte On-line para Engenharia Mecânica, disponível on-line no GEN-IO, discutimos um processo de seleção de materiais que se aplica a um eixo cilíndrico que é tensionado em torção.

Após estudar este capítulo, você deverá ser capaz de realizar o seguinte:

1. Citar quatro tipos diferentes de aços, citar as diferenças em composição, as propriedades que os distinguem e algumas aplicações típicas para cada tipo.

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Capítulo 6 Difusão

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A primeira fotografia nesta página é de uma engrenagem de aço que foi endurecida superficialmente – isto é, a camada mais externa da superfície foi endurecida seletivamente por um tratamento térmico a alta temperatura durante o qual o carbono da atmosfera circundante se difundiu para o interior da superfície. A “superfície endurecida” aparece como a borda escura mais externa do segmento da engrenagem que foi seccionado. Esse aumento no teor de carbono eleva a dureza da superfície (como será explicado na Seção 11.7), o que por sua vez leva a uma melhoria na resistência da engrenagem ao desgaste. Além disso, são introduzidas tensões compressivas residuais nessa região da superfície; essas tensões dão origem a uma melhora na resistência da engrenagem a uma falha por fadiga durante sua operação (Capítulo 9).

Engrenagens de aço com endurecimento da superfície são usadas nas transmissões de automóveis, semelhantes àquela mostrada na fotografia diretamente abaixo da engrenagem.

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Apêndice C Custos e Custos Relativos de Materiais de Engenharia Selecionados

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Este apêndice contém informações sobre preços para o conjunto de materiais cujas propriedades foram apresentadas no Apêndice B. A coleta de dados de custos de materiais que sejam válidos é uma tarefa extremamente difícil, o que explica a escassez de informações sobre preços de materiais disponíveis na literatura. Uma razão para isso é que existem três grupos de preços: do fabricante, do distribuidor e do revendedor. Na maioria das circunstâncias, os preços citados são os dos distribuidores. Para alguns materiais (por exemplo, as cerâmicas especiais, como o carbeto de silício e o nitreto de silício), foi necessário utilizar os preços dos fabricantes. Além disso, pode haver uma variação significativa no custo para um material específico. Existem várias razões para isso. Em primeiro lugar, cada revendedor tem sua própria política de preços. Além disso, o custo depende da quantidade de material comprado e, também, de como ele foi processado ou tratado. Esforçamo-nos para coletar dados válidos para pedidos relativamente grandes – isto é, para quantidades da ordem de 900 kg (2000 lbm) para os materiais vendidos normalmente a granel – e, também, para condições de forma/tratamento comuns. Sempre que foi possível, coletamos os preços em pelo menos três distribuidores/fabricantes diferentes.

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Apêndice D Estruturas de Unidades Repetidas para Polímeros Comuns

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Capítulo 18 Propriedades Magnéticas

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(a) Micrografia eletrônica de transmissão que mostra a microestrutura perpendicular do meio de gravação magnético usado em drives de disco rígido.

(b) Discos rígidos de armazenamento magnético usados em computadores tipo laptop (à esquerda) e desktop (à direita).

(c) O interior de um drive de disco rígido. O disco circular gira tipicamente em uma velocidade de 5400 ou 7200 revoluções por minuto.

(d) Um computador tipo laptop; um dos seus componentes internos é um drive de disco rígido.

Uma compreensão do mecanismo que explica o comportamento magnético permanente de alguns materiais pode nos permitir alterar e, em alguns casos, moldar as propriedades magnéticas. Por exemplo, no Exemplo de Projeto 18.1, observamos como o comportamento de um material magnético cerâmico pode ser aprimorado pela alteração da sua composição.

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