APX2-CM 2021-1 Nota 9,8

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UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE 
ESCOLA DE ENGENHARIA INDUSTRIAL METALÚRGICA DE VOLTA REDONDA 
CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO 
Fundação Centro de Ciências e Educação Superior a Distância do Estado do Rio de Janeiro 
Centro de Educação Superior a Distância do Estado do Rio de Janeiro 
 
Avaliação Presencial – APX2 
3o Período – 2021/ 1o semestre 
Disciplina: Ciências dos Materiais 
Coordenadora da Disciplina: Nadja Valéria Vasconcellos de Avila 
 
ORIENTAÇÕES PARA A AVALIAÇÃO: 
 
 A interpretação das questões é parte integrante da prova, cabendo essa análise, 
única e exclusivamente, ao aluno. 
 A prova é do tipo questionário, com layout sequencial. 
 Limite de tempo para realização da prova será de 3h. O aluno terá somente uma 
tentativa para responder o questionário. 
 Ao iniciar o questionário, os alunos verão uma pergunta de cada vez e não poderão 
passar para aproxima sem responder a atual, pois não será possível trocar a resposta 
da questão que já passou. 
 
 
 
Declaro assumir o compromisso de confidencialidade e de sigilo escrito, fotográfico e 
verbal sobre as questões do exame ou da avaliação pessoal que me serão apresentadas 
durante o curso desta disciplina. Comprometo-me a não revelar tais informações, 
reproduzi-las ou dar conhecimento delas, em hipótese alguma, a terceiros, e a não 
utilizá-las para gerar benefício próprio ou de terceiros. Reitero minha ciência de que não 
poderei fazer cópia manuscrita, registro fotográfico, filmar ou mesmo gravar os 
enunciados que me serão apresentados. Declaro, ainda, estar ciente de que o não 
cumprimento de tais normas caracteriza infração ética, podendo acarretar punição de 
acordo com as regras da minha universidade. 
Nome completo: 
Matrícula: 
 
 
 
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1 – Explique a influência da ferrita, perlita, cementita e austenita sobre as propriedades 
mecânicas dos aços. (Valor:1,0 ponto) 
Os aços podem possuir microestrutura ferrita, ferrítica-perlítica ou austenítica, mas ele 
continuará sendo chamado de aço. A microestrutura muda as propriedades do aço, uma 
vez que possuem teores de carbono e de outros elementos químicos diferentes, além de 
processamentos diferentes. A austenita é uma fase dúctil mais resistente do que a ferrita, 
devido à maior concentração de carbono. A solubilidade de carbono na ferrita δ é maior 
do que na ferrita α, pois a ferrita δ ocorre em temperaturas mais altas, em que a agitação 
térmica dos átomos de ferro é maior, favorecendo a dissolução do carbono. E a cementita 
é um composto químico com 6,7 % de carbono em uma estrutura cristalina ortorrômbica 
com 12 átomos de Fe e 4 átomos de C por célula unitária. É a fase de maior dureza 
existente no sistema Fe-C. 
 
2 – Descreva sucintamente os principais mecanismos de aumento da resistência mecânica 
nos materiais metálicos. (Valor:1,5 pontos) 
Os principais mecanismos de aumento da resistência mecânica nos materiais metálicos 
são: 
Encruamento – fenômeno em que a deformação plástica, realizada a baixas temperaturas 
(técnica conhecida por deformação a frio), causará o endurecimento e, consequentemente, 
aumento da resistência do metal. Este fenômeno ocorre porque os metais se deformam 
plasticamente por movimento de discordâncias; 
Solução sólida – os átomos de soluto ocupam lugares da rede cristalina de um dado metal, 
provocando distorção na rede, uma vez que possuem dimensões diferentes do espaço que 
podem ocupar, se acomodando junto às discordâncias e restringindo seu movimento 
tornando o material mais resistente; 
Diminuição do tamanho de grão – quanto menores os tamanhos dos grãos, mais contornos 
estarão no caminho das discordâncias. Assim será necessária, mais força de cisalhamento 
sobre os planos para que as discordâncias vençam a desorganização atômica do contorno 
e consigam mudar de direção de movimentação ao passar para outro grão, tornando o 
material mais resistente. 
 
 
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3- a) Explique sucintamente a diferença entre autodifusão e interdifusão. (Valor:1,0 
ponto) 
A autodifusão ocorre em cristais puros, sem variação na concentração; onde os átomos 
do próprio reticulado se movimentam. Já na interdifusão, os átomos de impurezas 
substitucionais difundem-se, trocando de posição com as lacunas. 
 b) Cite duas razões pelas quais a difusão intersticial é normalmente mais rápida do que 
a difusão por lacunas. (Valor:1,0 ponto) 
A difusão dos intersticiais ocorre mais rapidamente que a difusão por lacunas, devido aos 
átomos intersticiais possuírem maior mobilidade por serem menores; e por existirem mais 
posições intersticiais que lacunas na rede, portanto, a probabilidade de movimento 
intersticial é maior que a difusão de lacunas. 
 
4 – a) Conceitue os tratamentos térmicos de recozimento, normalização, têmpera e 
revenido realizados nos aços? (Valor:2,0 pontos) 
Recozimento é um ciclo térmico no qual o metal sofre aquecimento controlado até atingir 
determinada temperatura, permanece nessa temperatura por certo tempo e sofre 
resfriamento lento no próprio forno. Seus principais objetivos são: remover tensões 
(adquiridas durante o processamento); ajustar o tamanho dos grãos; diminuir a dureza; 
melhorar a ductilidade; e regularizar a estrutura bruta de fusão; 
A normalização é realizada através do aquecimento do aço a uma temperatura acima da 
zona crítica seguido de resfriamento ao ar, seu principal objetivo refinar a granulação 
grosseira de peças de aço fundidas; 
Têmpera é o esfriamento rápido do aço de uma temperatura acima da sua temperatura 
crítica, seu principal objetivo é a obtenção da estrutura martensítica, evitando que haja 
transformação da austenita; 
 O revenido é um tratamento térmico que, geralmente, acompanha a têmpera, uma vez 
que elimina a maioria dos inconvenientes produzidos pela mesma, além de remover as 
tensões internas, diminui a dureza e aumenta a dutilidade e a tenacidade. 
 
 
 
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 b) Qual a influência destes tratamentos térmicos nas propriedades mecânicas dos aços. 
(Valor:1,5 pontos) 
Os tratamentos térmicos têm como objetivo alterar as propriedades do aço ou conferir-
lhes características determinadas. Em princípio, as propriedades dos aços dependem da 
sua estrutura. Os tratamentos térmicos alteram, em maior ou menor escala, a estrutura dos 
aços, resultando na alteração mais ou menos pronunciada de suas propriedades. Os 
principais objetivos dos tratamentos térmicos são: remoção de tensões internas (oriundas 
de esfriamento desigual, trabalho mecânico ou outra causa); aumento ou diminuição da 
dureza; aumento da resistência mecânica; melhora da ductilidade; melhora da 
usinabilidade; melhora da resistência ao desgaste; melhora das propriedades de corte; 
melhora da resistência à corrosão; melhora da resistência ao calor; e modificação das 
propriedades elétricas e magnéticas. 
 
5 – Como a microestrutura de um aço pode afetar as propriedades mecânicas dos 
mesmos? (Valor:1,0 ponto) 
Cada microestrutura tem suas propriedades mecânicas e as transfere para o material. As 
propriedades mecânicas dos aços têm relação direta com sua microestrutura, afetando 
suas propriedades elétricas, térmicas,óticas e mecânicas; e influenciando na sua 
resistência. 
 
6 – Conceitue Fratura Frágil e Fratura Dúctil. (Valor:1,0 ponto) 
A fratura frágil ocorre pela propagação rápida de trincas, acompanhada de pouca ou 
nenhuma deformação plástica. 
A fratura dúctil ocorre apenas após extensa deformação plástica e se caracteriza pela 
propagação lenta de trincas resultantes da nucleação e do crescimento de microcavidades.