Metalurgia-1a

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CONCURSO PETROBRAS
ENGENHEIRO(A) DE EQUIPAMENTOS JÚNIOR - MECÂNICA
ENGENHEIRO(A) JÚNIOR - ÁREA: MECÂNICA
Metalurgia
Questões Resolvidas
QUESTÕES RETIRADAS DE PROVAS DA BANCA CESGRANRIO
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Introdução
Recomendamos que o candidato primeiro estude a teoria referente a este assunto, e só depois
utilize esta apostila. Recomendamos também que o candidato primeiro tente resolver cada questão,
sem olhar a resolução, e só depois observe como nós a resolvemos. Deste modo acreditamos que este
material será de muito bom proveito.
Não será dado nenhum tipo de assistência pós-venda para compradores deste material, ou
seja, qualquer dúvida referente às resoluções deve ser sanada por iniciativa própria do comprador, seja
consultando docentes da área ou a bibliografia. Apenas serão considerados casos em que o leitor
encontrar algum erro (conceitual ou de digitação) e desejar informar ao autor tal erro a fim de ser
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As resoluções aqui apresentadas foram elaboradas pela Exatas Concursos, única responsável
pelo conteúdo deste material. Todos nossos autores foram aprovados, dentre os primeiros lugares, em
concursos públicos relativos ao material elaborado. A organização, edição e revisão desta apostila é
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Índice de Questões
Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Mecânica - Petrobras 2012/1
Q52 (pág. 1), Q53 (pág. 2), Q54 (pág. 3), Q55 (pág. 3).
Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Mecânica - Petrobras 2011
Q41 (pág. 4), Q42 (pág. 5), Q43 (pág. 5), Q44 (pág. 6).
Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Mecânica - Petrobras 2010/1
Q17 (pág. 7), Q30 (pág. 8), Q67 (pág. 9), Q69 (pág. 10).
Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Mecânica - Petrobras 2006
Q48 (pág. 10), Q50 (pág. 11), Q52 (pág. 12), Q56 (pág. 13), Q57 (pág. 14),
Q58 (pág. 15), Q59 (pág. 16), Q60 (pág. 17).
Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Pleno - Mecânica - Petrobras 2006
Q53 (pág. 18), Q55 (pág. 18), Q56 (pág. 19), Q58 (pág. 20), Q60 (pág. 21).
Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Pleno - Mecânica - Petrobras 2005
Q27 (pág. 22), Q28 (pág. 23), Q29 (pág. 23), Q65 (pág. 24), Q66 (pág. 26),
Q67 (pág. 25), Q68 (pág. 26), Q69 (pág. 27), Q70 (pág. 28), Q71 (pág. 28),
Q75 (pág. 29), Q76 (pág. 30), Q77 (pág. 31), Q80 (pág. 32).
Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Mecânica - Petrobras Biocombustível 2010
Q46 (pág. 36), Q47 (pág. 33), Q48 (pág. 34), Q49 (pág. 35), Q50 (pág. 37).
Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Mecânica - Termoaçu 2008
Q52 (pág. 38), Q53 (pág. 39), Q54 (pág. 40).
Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Mecânica - REFAP 2007
Q37 (pág. 39), Q38 (pág. 41), Q39 (pág. 42), Q40 (pág. 43).
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Prova: Engenheiro(a) de Manutenção Pleno - Ênfase Mecânica - PetroquímicaSuape 2011
Q53 (pág. 43), Q54 (pág. 44), Q56 (pág. 44).
Prova: Engenheiro(a) Júnior - Área: Mecânica - Transpetro 2012
Q37 (pág. 45), Q38 (pág. 45), Q39 (pág. 47), Q40 (pág. 46), Q50 (pág. 48),
Q54 (pág. 48), Q55 (pág. 49).
Prova: Engenheiro(a) Júnior - Área: Mecânica - Transpetro 2011
Q21 (pág. 50), Q22 (pág. 51), Q36 (pág. 52), Q37 (pág. 53).
Prova: Engenheiro(a) Júnior - Área: Mecânica - Transpetro 2008
Q38 (pág. 54).
Prova: Engenheiro(a) Júnior - Área: Mecânica - Transpetro 2006
Q35 (pág. 55).
Prova: Engenheiro(a) Pleno - Área: Mecânica - Transpetro 2006
Q34 (pág. 56).
Número total de questões resolvidas nesta apostila: 68
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Questão 1
( Eng. de Equipamentos Jr - Mecânica - Petrobras 2012/1 )
52
1
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+z
+y
B
A
+x
Os índices de Miller dos planos A e B, pertencentes a uma 
estrutura cristalina cúbica, cuja célula unitária é mostrada 
na figura, são, respectivamente,
(A) (1 1 1) e ( 2 3 0 )
(B) (1 1 1) e ( 0 2 3 )
(C) (1 1 1) e ( 0 2 3 )
(D) (1 1 1) e ( 2 3 0 )
(E) (1 1 1) e ( 2 3 0 )
Resolução:
Os índices de Miller são obtidos tomando-se a intersecção do plano com
cada um dos eixos coordenados, e invertendo tais valores. Quando for apropriado,
pode-se tomar um plano paralelo. Cada parâmetro de rede (medida da aresta da
estrutura cúbica) corresponde a uma unidade.
O plano A, para que intercepte os 3 eixos, deve ser deslocado em uma
unidade no sentido negativo dos eixos x e y. Com isso, ele intercepta os eixos x e
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y em -1, e o eixo z em 1. Invertendo os valores, obtêm-se os índices (1̄ 1̄ 1). Já o
plano B intercepta o eixo x em 1
2
o eixo y em 1
3
, e não intercepta o eixo z (o ponto
de intersecção é considerado infinito nesse caso). Invertendo os valores, obtém-se
então (2 3 0).
�� ��Alternativa (E)
Questão 2
( Eng. de Equipamentos Jr - Mecânica - Petrobras 2012/1 )53
A transformação de fase martensítica
(A) ocorre, apenas, nos aços, sendo atérmica e adifusional.
(B) endurece igualmente qualquer tipo de aço.
(C) difunde o carbono no aço, endurecendo-o.
(D) forma uma fase do equilíbrio, dura, no diagrama de 
equilíbrio de fases Ferro-Carbono.
(E) não é exclusiva dos aços, sendo atérmica e adifusional.
Resolução:
(A) INCORRETA. A transformação martensítica não é exclusiva dos aços, po-
dendo ocorrer em outros metais.
(B) INCORRETA. A composição do aço pode influenciar a dureza da martensita
e a sua temperabilidade, que é a capacidade de formar martensita a menores
taxas de resfriamento.
(C) INCORRETA. A transformação martensítica ocorre sem difusão.
(D) INCORRETA. A martensita é uma estrutura tetragonal de corpo centrado
(TCC) fora do equilíbrio.(E) CORRETA. A transformação martensítica pode ocorrer em outros metais, e é
atérmica e adifuisonal, uma vez que não envolve difusão e depende apenas
da temperatura de resfriamento, independendo do tempo durante o qual a
temperatura é mantida.
�� ��Alternativa (E)
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Questão 3
( Eng. de Equipamentos Jr - Mecânica - Petrobras 2012/1 )
54
A equação de Hall-Petch explica o aumento de resistência 
pelo mecanismo de
(A) envelhecimento
(B) solução sólida
(C) encruamento
(D) precipitação
(E) redução do tamanho do grão
Resolução:
A equação de Hall-Petch relaciona o diâmetro médio do grão com o limite de
escoamento do metal (resistência mecânica), explicando o aumento de resistência
por redução do tamanho de grão.
�� ��Alternativa (E)
Questão 4
( Eng. de Equipamentos Jr - Mecânica - Petrobras 2012/1 )
55
No diagrama de fases Ferro-Carbono, uma liga com 0,9 % 
em peso de carbono, é aquecida até o campo austenítico.
Após, é homogeneizada e, então, é resfriada lentamente 
até a temperatura ambiente exibir as fases: 
(A) perlita, ferrita proeutetoide e cementita
(B) perlita e cementita
(C) cementita proeutetóide e ferrita
(D) ferrita e cementita
(E) ferrita e perlita
Resolução:
Uma liga com 0,9% em peso de carbono é um aço hipereutetóide, logo seu
resfriamento lento até a temperatura ambiente forma os constituintes cementita e
perlita. Como a perlita é formada por camadas alternadas de ferrita e cementita,
as fases presentes são ferrita e cementita.
�� ��Alternativa (D)
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Questão 5
( Eng. de Equipamentos Jr - Mecânica - Petrobras 2011 )
41
Ao estudar a transformação martensítica, um engenheiro concluiu que essa transformação
(A) ocorre exclusivamente nas ligas de ferro-carbono e é caracterizada, em parte, pela transformação com ausência de 
difusão.
(B) ocorre quando a velocidade de resfriamento é alta o suficiente, de modo que os átomos de carbono permanecem como 
impurezas substitucionais na martensita.
(C) ocorre de maneira que a austenita CFC experimenta uma transformação polimórfica em uma martensita tetragonal de 
face centrada (TFC).
(D) produz uma solução sólida substitucional com átomos de carbono, capaz de se transformar rapidamente em outras 
estruturas, quando aquecida.
(E) produz uma estrutura cristalina cuja célula unitária consiste em um cubo de corpo centrado que foi alongado na 
extensão de uma de suas dimensões.
Resolução:
(A) INCORRETA. A transformação martensítica não ocorre apenas nas ligas
ferro-carbono, podendo ocorrer em outros metais.
(B) INCORRETA. Os átomos de carbono permanecem como impurezas intersti-
ciais na martensita.
(C) INCORRETA. A martensita apresenta estrutura tetragonal de corpo centrado
(TCC).
(D) INCORRETA. A martensita é uma solução sólida intersticial de átomos de
carbono.
(E) CORRETA. A transformação martensítica produz uma estrutura TCC, que é
uma célula CCC alongada em uma das direções.
�� ��Alternativa (E)
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Questão 6
( Eng. de Equipamentos Jr - Mecânica - Petrobras 2011 )
42
A figura abaixo apresenta o diagrama Fe-C para teores de até 6,7% em peso de carbono.
Uma liga binária Fe-C com 4,7% em peso de carbono sofrerá um esfriamento lento e, ao atingir a temperatura de 1.147 oC, 
se solidificará totalmente. Nessas condições, tal liga será composta por 
(A) austenita e o eutético ledeburita. (B) austenita e o eutético cementita.
(C) cementita e o eutético ledeburita. (D) cementita e o eutético austenita.
(E) ledeburita e o eutético austenita.
Resolução:
Uma liga Fe-C com 4,7% em peso de carbono será hipereutética. Dessa
forma, sua solidificação formará primeiramente cementita, e a 1147oC a fase
líquida que existia solidificar-se-á formando o constituinte eutético ledeburita.
�� ��Alternativa (C)
Questão 7
( Eng. de Equipamentos Jr - Mecânica - Petrobras 2011 )
43
Os aços de alta resistência e baixa liga são aqueles que têm maior resistência mecânica que os seus aços-carbono 
equivalentes. Tais aços
(A) possuem baixo teor de carbono, em geral inferior a 0,28%.
(B) são frágeis, não podem ser conformados e só podem ser usinados em condições especiais.
(C) são menos resistentes à corrosão em atmosferas normais do que os aços comuns ao carbono.
(D) contêm outros elementos de liga que, em concentrações combinadas, não ultrapassam 0,5%.
(E) devem ser endurecidos por deformação, pois não podem ter a sua resistência aumentada por meio de tratamento 
térmico, devido à fragilização.
Resolução:
(A) CORRETA. O teor de carbono geralmente é menor que 0,28% em peso.
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(B) INCORRETA. Eles são dúcteis, e podem ser conformados e usinados.
(C) INCORRETA. Eles são mais resistentes à corrosão do que os aços comuns
ao carbono.
(D) INCORRETA. Os elementos de liga podem chegar a 10% em peso.
(E) INCORRETA. Eles podem ser tratados termicamente.
�� ��Alternativa (A)
Questão 8
( Eng. de Equipamentos Jr - Mecânica - Petrobras 2011 )
44
A figura abaixo apresenta esquematicamente o diagrama de transformação isotérmica para um aço-carbono comum com 
0,76% C, onde o trajeto tempo-temperatura para um tratamento térmico está indicado.
A microestrutura final de uma pequena amostra submetida a esse tratamento será composta por
(A) 100% de bainita.
(B) 100% de perlita fina.
(C) 100% de perlita grosseira.
(D) 100% de martensita.
(E) 50% de perlita fina e 50% de bainita.
Resolução:
O aço foi mantido a uma temperatura que leva à formação da bainita, por
tempo suficiente para que a transformação de austenita em bainita se comple-
tasse, logo a estrutura resultante será 100% bainita. Como toda austenita foi
transformada em bainita, o posterior resfriamento não forma martensita.
�� ��Alternativa (A)
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Questão 9
( Eng. de Equipamentos Jr - Mecânica - Petrobras 2010/1 )
17
As curvas esquemáticas tensão vs deformação de enge-
nharia, apresentadas na figura acima, são típicas de resul-
tado de ensaios de tração e compressão uniaxiais, realiza-
dos em um mesmo material metálico e nas mesmas condi-
ções de velocidade e temperatura. Com base na análise
dos gráficos e no comportamento mecânico dos materiais,
conclui-se que o(a)
(A) material apresenta empescoçamento em compressão.
(B) material apresenta maior ductilidade em tração.
(C) curva (a) é a do ensaio de compressão.
(D) curva (b) é a do ensaio de compressão.
(E) região plástica dos dois ensaios é bem similar.
(a)
(b)
Deformação
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n
s
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Resolução:
O empescoçamento é a redução na área da seção transversal da amostra,
o que leva a uma redução na tensão de engenharia após ela atingir o valor máx-
imo, e ocorre apenas em tração. Portanto, a curva (a) corresponde a um ensaio
de compressão, e a curva (b) a um ensaio de tração. No ensaio de compressão,
ocorre uma deformação maior, logo a ductilidade é maior em compressão. Final-
mente a região plástica dos ensaios apresenta diferenças, quanto à ductilidade e
à ocorrência do empescoçamento em tração. Portanto, a única alternativa correta
é a (C).
�� ��Alternativa (C)
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Questão 10
( Eng. de Equipamentos Jr - Mecânica - Petrobras 2010/1 )
30
Observe as impressões de dureza realizadas nos materi-
ais A e B das figuras acima. Considerando-se que os en-
saios foram realizados com a mesma técnica e escala
(penetrador, pré-carga e carga), conclui-se que
(A) as marcas são típicas de dureza Knoop.
(B) as impressões são de dureza Rocwell “B”.
(C) são marcas de dureza Brinell.
(D) o material A é mais duro que o B.
(E) o material B é mais duro que o A.
Material A Material B
Resolução:
As alternativas (A), (B), e (C) estão incorretas, uma vez que a impressão é
típica de um ensaio de dureza Vickers. Como a impressão no material A é maior,
o material B possui uma dureza maior.
�� ��Alternativa (E)
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 É vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação e distribuição. Sujeitando-se o infrator à responsabilização civil e criminal.
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Questão 11
( Eng. de Equipamentos Jr - Mecânica - Petrobras 2010/1 )67
As figuras (a) e (b) acima representam tratamentos térmicos que podem ser utilizados em aços de média/alta resistência
para melhor equilíbrio de suas propriedades mecânicas. Eles são conhecidos, respectivamente, como
(A) martêmpera e normalização.
(B) têmpera e revenido.
(C) austêmpera e martêmpera.
(D) têmpera/revenido e martêmpera.
(E) martêmpera e austêmpera.
superfície
centro
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E
M
P
E
R
A
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U
R
A
transformação
bainita
TEMPO
(b)
superfície
centro
temperatura de revenimento
martensita revenida
T
E
M
P
E
R
A
T
U
R
A
martensita
transformação
TEMPO
(a)
Resolução:
A primeira transformação é chamada martêmpera, e envolve manter por
certo tempo uma temperatura logo acima da temperatura Mi (início da trans-
formação martensítica), para depois completar a têmpera e obter uma estrutura
martensítica livre de tensões residuais, trincas e empenamentos, devido ao fato de
a temperatura ter se uniformizado ao longo de toda a peça.
A segunda é denominada austêmpera e tem como objetivo obter a estrutura
bainítica, mantendo por tempo suficiente uma temperatura que leve à formação da
bainita.
�� ��Alternativa (E)
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 É vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação e distribuição. Sujeitando-se o infrator à responsabilização civil e criminal.
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Questão 12
( Eng. de Equipamentos Jr - Mecânica - Petrobras 2010/1 )
69
As fotomicrografias abaixo são dos ferros fundidos: maleável (FEM), cinzento (FEC), nodular (FEN) e branco (FEB), que
têm várias aplicações tecnológicas.
A associação correta entre o tipo de ferro fundido e sua respectiva microestrutura é
(A) P-FEB , Q-FEN , R-FEB , S-FEM
(B) P-FEM , Q-FEN , R-FEB , S-FEC
(C) P-FEN , Q-FEB , R-FEC , S-FEM
(D) P-FEC , Q-FEN , R-FEB , S-FEM
(E) P-FEB , Q-FEM , R-FEC , S-FEN
Resolução:
As estruturas P, Q, R e S correspondem, respectivamente, ao ferro fundido
cinzento (grafita em flocos), nodular (grafita em nódulos), branco (perlita e cemen-
tita) e maleável (grafita em rosetas).
�� ��Alternativa (D)
Questão 13
( Eng. de Equipamentos Jr - Mecânica - Petrobras 2006 )
48
Os aços inoxidáveis se caracterizam, principalmente, por
resistirem à corrosão atmosférica. Esta característica ocor-
re devido à:
(A) formação de uma camada estável de óxido de cromo
que protege a superfície contra a corrosão intergranular.
(B) formação de uma camada passiva estável, extremamen-
te fina, resultado da combinação do cromo com o oxigê-
nio, que se forma instantaneamente na superfície.
(C) passividade do aço inoxidável, garantida pelo cromo com
teores de até 10%, em qualquer ponto do material.
(D) presença de cromo e vanádio no contorno dos grãos.
(E) presença de cromo que migra para a superfície e impede
a formação da pilha galvânica.
 Material de uso exclusivo de Godofredo Moreira portador do CPF 063.809.265-50. 
 É vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação e distribuição. Sujeitando-se o infrator à responsabilização civil e criminal.
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Resolução:
A resistência dos aços inoxidáveis à corrosão atmosférica se deve à for-
mação de uma fina camada de óxido de cromo em sua superfície, protegendo o
aço contra a corrosão.
A alternativa (A) está incorreta, pois pode ocorrer corrosão intergranular em
aços inoxidáveis que sofreram sensitização. A alternativa (C) está incorreta, pois
os aços inoxidáveis possuem no mínimo 11% de cromo. As alternativas (D) e (E)
também estão erradas, pois o cromo não migra para a superfície, e o vanádio não
é necessário para que o aço seja inoxidável.
�� ��Alternativa (B)
Questão 14
( Eng. de Equipamentos Jr - Mecânica - Petrobras 2006 )
50
Em relação aos materiais não ferrosos, é correto aifrmar que:
(A) todas as ligas de cobre podem ser endurecidas ou ter a
sua resistência melhorada por meio de tratamentotérmico.
(B) todas as ligas de alumínio são tratadas termicamente
para aumentar a sua resistência e dureza por meio de
endurecimento por precipitação.
(C) o alumínio tem uma estrutura cristalina CCC, mantendo a
sua ductilidade até mesmo em temperaturas reduzidas.
(D) o alumínio, sob a atmosfera ambiente, apresenta resis-
tência à corrosão e sua principal limitação é sua baixa
temperatura de fusão.
(E) o latão é uma liga de cobre onde o estanho, na forma de
uma impureza substitucional, é o elemento de liga pre-
dominante.
Resolução:
(A) INCORRETA. O cobre não é tratável termicamente.
(B) INCORRETA. Nem todas as ligas de alumínio são tratáveis termicamente.
(C) INCORRETA. A estrutura cristalina do alumínio é CFC.
(D) CORRETA. O alumínio apresenta boa resistência à corrosão e baixa temper-
atura de fusão.
(E) INCORRETA. O latão é uma liga de cobre e zinco.
�� ��Alternativa (D)
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Questão 15
( Eng. de Equipamentos Jr - Mecânica - Petrobras 2006 )
52
Em relação aos aços resistentes à corrosão, observe as afir-
mações a seguir.
I - Os aços inoxidáveis austeníticos, contendo teores de
cromo e níquel, apresentam maior soldabilidade e re-
sistência à corrosão do que os aços martensíticos e
ferríticos.
II - Uma variedade de aços inoxidáveis, chamada “dúplex”,
tem microestrutura austenítica-ferrítica, combinando pro-
priedades mecânicas elevadas com notável resistência
à fissuração sob tensão por cloretos.
III - Os aços inoxidáveis endurecíveis por precipitação se
caracterizam por apresentar, simultaneamente, alta re-
sistência à corrosão e elevada resistência mecânica.
Um exemplo de aço inoxidável endurecível por precipi-
tação é o 17-7PH, que contém 17% de níquel e 7% de
cromo.
Está(ão) correta(s) a(s) afirmação(ões):
(A) I, apenas.
(B) I e II, apenas.
(C) I e III, apenas.
(D) II e III, apenas.
(E) I, II e III.
Resolução:
I - VERDADEIRA. Os aços inoxidáveis austeníticos apresentam melhor sold-
abilidade e resistência à corrosão.
II - VERDADEIRA. Os aços inoxidáveis duplex apresentam essas propriedades.
III - FALSA. O aço 17-7PH possui 17% de cromo e 7% de níquel. De fato, um
aço com 7% de cromo não é inoxidável.
�� ��Alternativa (B)
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Questão 16
( Eng. de Equipamentos Jr - Mecânica - Petrobras 2006 )
56
Diversos metais apresentam estrutura cristalina do tipo CCC.
O cromo, o tungstênio e o molibdênio são alguns exemplos.
Para calcular corretamente o volume da célula unitária CCC,
onde R é raio atômico, deve-se adotar:
(A) 8 R3 (B) 8 R3
(C) 16 R3 (D)
(E)
Resolução:
Na estrutura cúbica de corpo centrado, a diagonal principal do cubo é igual
a 4 raios atômicos, ou seja:
4R = a
√
3
a =
4R√
3
O volume da célula unitária é dado por:
V = a3
V =
(
4R√
3
)3
V =
64R3
3
√
3 �� ��Alternativa (E)
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Questão 17
( Eng. de Equipamentos Jr - Mecânica - Petrobras 2006 )
57
Em relação às ligas de ferro-carbono e considerando um pro-
cesso de resfriamento lento, afirma-se que, para teores de
carbono:
I - inferiores a 0,77%, as ligas de ferro-carbono são consti-
tuídas, à temperatura ambiente, de ferrita e perlita;
II - entre 0,77% e 2,11%, as ligas de ferro-carbono são cons-
tituídas, à temperatura ambiente, de perlita e cementita;
III - acima de 0,77%, as ligas de ferro-carbono são constitu-
ídas, à temperatura ambiente, de perlita e cementita.
Está(ão) correta(s) a(s) afirmação(ões):
(A) II, apenas.
(B) I e II, apenas.
(C) I e III, apenas.
(D) II e III, apenas.
(E) I, II e III.
Resolução:
I - FALSA. Ligas ferro-carbono com teores de carbono menores que 0,008%
apresentam em sua estrutura somente ferrita.
II - VERDADEIRA. Aços hipereutetóides apresentam em sua estrutura perlita e
cementita.
III - FALSA. Ligas com mais de 2,11% de carbono não apresentam essa estru-
tura.
É sabido que as ligas ferro-carbono são consideradas aços apenas entre os
teores de carbono de 0,008% e 2,11%. Abaixo de 0,008%, as ligas ferro-carbono
apresentam somente ferrita em sua estrutura, se resfriadas lentamente até a tem-
peratura ambiente, nunca apresentando perlita. Basta visualizar no diagrama, que
em nenhum momento haverá cementita na estrutura resultante.
Já acima de 2,11%, as ligas ferro-carbono são denominadas ferros fundidos,
e apresentam estruturas diferentes. Apenas o ferro fundido branco pode apresen-
tar uma estrutura com perlita e cementita, e os demais ferros fundidos apresentam
o carbono na forma de grafita.
�� ��Alternativa (A)
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Questão 18
( Eng. de Equipamentos Jr - Mecânica - Petrobras 2006 )
58
Em relação ao tamanho do grão austenítico, observe as afir-
mações a seguir.
I - Os aços com tamanho grande de grão austenítico ten-
dem a apresentar mais facilmente, no esfriamento, uma
estrutura martensítica.
II - Deve-se preferir um aço com granulação grosseira, de-
vido à menor suscetibilidade à presença de fissuras de
têmpera.
III - Quanto maior o tamanho do grão, mais para a esquerda
são deslocadas as curvas de início e fim de transforma-
ção da austenita.
Está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s):
(A) I, apenas.
(B) I e II, apenas.
(C) I e III, apenas.
(D) II e III, apenas.
(E) I, II e III.
Resolução:
I - VERDADEIRA. O aumento do tamanho de grão da austenita desloca para a
direita as curvas TTT, facilitando a transformação martensítica.
II - FALSA. Quanto mais austenita se transformar em martensita, maior a chance
de fissuras devido às tensões residuais formadas na transformação. Por-
tanto, um aço com granulação fina deve ser preferido para esse objetivo, uma
vez que formará menos martensita do que um aço com granulação grosseira.
III - FALSA. O aumento do tamanho de grão desloca para a direita as curvas.
�� ��Alternativa (A)
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Questão 19
( Eng. de Equipamentos Jr - Mecânica - Petrobras 2006 )
59
Em relação à estrutura dos metais, afirma-se que:
I - os metais com elevada pureza são, de um modo geral,
menos duros e resistentes do que as ligas compostas
pelo mesmo metal de base;
II - a expressão conhecida por Equação de Hall-Petch per-
mite determinar a tensão de ruptura em função do diâ-
metro médio do grão para um metal policristalino;
III - um metal com granulação fina tem maior área total de
contornos de grãos, o que facilita o movimento das
discordâncias e aumenta sua dureza e resistência.
Está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s):
(A) I, apenas.
(B) I e II, apenas.
(C) I e III, apenas.
(D) II e III, apenas.
(E) I, II e III.
Resolução:
I - VERDADEIRA. A formação de ligas aumenta a resistência mecânica dos
metais, ao provocar distorções na rede cristalina e dificultar a movimentação
das discordâncias.
II - FALSA. A equação de Hall-Petch relaciona o diâmetro médio do grão com a
tensão de escoamento do metal.
III - FALSA. A maior área de contornos de grão dificulta a movimentação das
discordâncias, o que aumenta a dureza e resistência do metal.
�� ��Alternativa (A)
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 É vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação e distribuição. Sujeitando-se o infrator à responsabilização civil e criminal.
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Questão 20
( Eng. de Equipamentos Jr - Mecânica - Petrobras 2006 )
60
Em relação à austêmpera, está correta uma das afirmações
abaixo. Indique-a.
(A) Para assegurar uma completa transformação da austenita
em bainita, o material deve ser resfriado lentamente a
partir da temperatura de austenização até a temperatura
do banho de austêmpera.
(B) O material deve ser mantido no banho de austêmpera,
geralmente acima de 550°C, o tempo necessário para
promover a completa transformação da austenita em
bainita.
(C) A grande vantagem da austêmpera sobre a têmpera e
revenido comuns reside no fato de as tensões internas
resultantes serem muito menores devido à estrutura
bainítica formar-se diretamente da austenita à tempera-
tura mais alta que a martensita.
(D) As estruturas bainíticas obtidas na austêmpera caracte-
rizam-se pela baixa ductilidade e pequena resistência
ao choque, com durezas elevadas.
(E) A tenacidade das estruturas bainíticas obtidas na
austêmpera são inferiores às da martensita revenida nor-
mal com, aproximadamente, a mesma dureza.
Resolução:
(A) INCORRETA. O resfriamento deve ser rápido, uma vez que um resfriamento
lento pode levar à formação de perlita.
(B) INCORRETA. A temperatura para formação de bainita é menor que 550oC.
(C) CORRETA. A transformação martensítica forma muito mais tensões residuais
do que a austêmpera.
(D) INCORRETA. A bainita possui boa ductilidade e resistência ao impacto.
(E) INCORRETA. A bainita é mais tenaz do que a martensita revenida.
�� ��Alternativa (C)
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Questão 21
( Eng. de Equipamentos Pleno - Mecânica - Petrobras 2006 )
53
Marque a opção que apresenta as características dos aços
de alta resistência e baixa liga, em relação ao teor de carbo-
no e à resistência à corrosão, em comparação com os aços
comuns com baixo teor de carbono.
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Teor de Carbono
baixo
baixo
médio
alto
alto
Resistência à Corrosão
 menor
 maior
 menor
 menor
 maior
Resolução:
Os aços de alta resistência e baixa liga possuem um baixo teor de carbono,
e uma maior resistência à corrosão do que os aços comuns com baixo teor de
carbono.
�� ��Alternativa (B)
Questão 22
( Eng. de Equipamentos Pleno - Mecânica - Petrobras 2006 )
55
Em relação aos tipos de aços utilizados para a fabricação
de tubos, observe as afirmações a seguir.
I - Para aplicações comuns, o aço para tubos é o
aço-carbono de baixo teor, com carbono de 0,1 a 0,25%;
para aplicações de maior responsabilidade utiliza-se o
aço de médio teor, com carbono de 0,30 a 0,50%.
II - Para serviços a altas temperaturas, para indústrias
químicas e de refino de petróleo, em caldeiras, aquece-
dores e aplicações similares, há uma grande variedade
de tipos de aços, todos apresentando, como elementos
de liga principais, o cromo e o molibdênio.
III - Valores mais elevados das propriedades de resistência
mecânica de tubos são obtidos no estado encruado pelo
estiramento a frio, sendo que o acabamento superficial
e as tolerâncias dimensionais também são melhorados
pelo estiramento.
Está(ão) correta(s) a(s) afirmação(ões):
(A) I, apenas. (B) I e II, apenas.
(C) I e III, apenas. (D) II e III, apenas.
(E) I, II e III.
Resolução:
I - VERDADEIRA. Os aços normalmente utilizados em tubulações são os de
baixo teor de carbono (0,10% a 0,25%); no entanto, para tubulações sub-
metidas a condições mais críticas, podem ser usados aços com médio teor
de carbono (0,30% a 0,50%).
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II - VERDADEIRA. O cromo e molibdênio melhoram, respectivamente, a re-
sistência à corrosão e a resistência à fluência dos aços, tornando-os apropri-
ados para trabalhar a altas temperaturas e em ambientes corrosivos.
III - VERDADEIRA. O estiramento é o processo mais utilizado na fabricação de
tubulações, conferindo uma alta resistência mecânica, bom acabamento su-
perficial e boas tolerâncias dimensionais.
�� ��Alternativa (E)
Questão 23
( Eng. de Equipamentos Pleno - Mecânica - Petrobras 2006 )
56
Observe, na figura abaixo, os ensaios de fluência de dois
materiais.
Sabendo-se que foi aplicada uma carga constante, a uma
temperatura constante, para realizar os dois ensaios, é
correto afirmar que o material:
(A) I é o mais resiliente e não se pode afirmar qual o mais
dúctil.
(B) I é o mais dúctil e, portanto, o mais resiliente.
(C) I é o mais dúctil e não se pode afirmar qual o mais
resiliente.
(D) II é o mais dúctil e, portanto, o mais resiliente.
(E) II é o mais dúctil e não se pode afirmar qual o mais
resiliente.
Material I
Material II
Ruptura
t (horas)
�
�
O
Resolução:
O material I é mais dúctil por se deformar mais até a ruptura, mas não se
pode afirmar nada sobre a resiliência dos materiais, pois não se sabe se os mate-
riais se encontram no campo elástico.
�� ��Alternativa (C)
 Material de uso exclusivo de Godofredo Moreira portador do CPF 063.809.265-50. 
 É vedada, por quaisquer meios e a qualquertítulo, a sua reprodução, cópia, divulgação e distribuição. Sujeitando-se o infrator à responsabilização civil e criminal.
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Questão 24
( Eng. de Equipamentos Pleno - Mecânica - Petrobras 2006 )
58
Em relação à solubilidade do carbono e à estrutura cristalina
da liga, assinale a opção que apresenta o conjunto correto
de afirmativas.
(A) A austenita γ é uma solução sólida de carbono em ferro
CCC com solubilidade máxima de carbono de 0,027% a
727 °C. A ferita α é uma solução sólida em ferro CFC
com solubilidade máxima de carbono a 2,11% a 1148 °C.
É chamado de alotrópico o material que, como o ferro,
apresenta estruturas cristalinas diferentes a diferentes
temperaturas, o que ocasiona alteração da solubilidade
dos átomos dos elementos de ligas.
(B) A ferrita α é uma solução sólida de carbono em ferro
CCC com solubilidade máxima de carbono de 2,11% a
727 °C. A austenita γ é uma solução sólida em ferro CFC
com solubilidade máxima de carbono a 0,027% a 1148 °C.
É chamado de isotrópico o material que, como o ferro,
apresenta estruturas cristalinas diferentes a diferentes
temperaturas, o que ocasiona alteração da solubilidade
dos átomos dos elementos de ligas.
(C) A ferrita α é uma solução sólida de carbono em ferro
CCC com solubilidade máxima de carbono de 0,027% a
727 °C. A austenita γ é uma solução sólida em ferro CFC
com solubilidade máxima de carbono a 2,11% a 1148 °C.
É chamado de isotrópico o material que, como o ferro,
apresenta estruturas cristalinas diferentes a diferentes
temperaturas, o que ocasiona alteração da solubilidade
dos átomos dos elementos de ligas.
(D) A ferrita α é uma solução sólida de carbono em ferro
CCC com solubilidade máxima de carbono de 0,027% a
727 °C. A austenita γ é uma solução sólida em ferro CFC
com solubilidade máxima de carbono a 2,11% a 1148 °C.
É chamado de alotrópico o material que, como o ferro,
apresenta estruturas cristalinas diferentes a diferentes
temperaturas, o que ocasiona alteração da solubilidade
dos átomos dos elementos de ligas.
(E) A austenita γ é uma solução sólida de carbono em ferro
CCC com solubilidade máxima de carbono de 2,11% a
727 °C. A ferita α é uma solução sólida em ferro CFC
com solubilidade máxima de carbono a 0,027% a 1148 °C.
É chamado de alotrópico o material que, como o ferro,
apresenta estruturas cristalinas diferentes a diferentes
temperaturas, o que ocasiona alteração da solubilidade
dos átomos dos elementos de ligas.
Resolução:
A ferrita α é uma solução sólida CCC com limite de solubilidade de carbono
de 0,027% a 727oC. Já a austenita γ é uma solução sólida CFC com limite de sol-
ubilidade de carbono de 2,11% a 1148oC. Os materiais que apresentam diferentes
estruturas cristalinas a diferentes temperaturas são chamados de alotrópicos. A
alternativa que apresenta essas informações corretamente é a (D).
�� ��Alternativa (D)
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Questão 25
( Eng. de Equipamentos Pleno - Mecânica - Petrobras 2006 )
60
Um engenheiro necessita especificar um material metálico que tenha a menor variação possível de volume quando submetido,
exclusivamente, a um estado uniaxial de tensão. Em seu levantamento inicial para alguns materiais, obteve as seguintes
propriedades:
Supondo que todos os materiais sejam submetidos à mesma deformação axial e com base nos dados apresentados, o
material que sofre a maior variação em seu volume é:
(A) alumínio. (B) cobre. (C) níquel. (D) prata. (E) tungstênio.
Material
alumínio
cobre
níquel
prata
tungstênio
Coeficiente
de Poisson
0,345
0,343
0,312
0,367
0,280
Módulo de
elasticidade
(MPa)
Temperatura de
fusão (oC)
Limite de Escoamento ou
Proporcionalidade (MPa)
70.000
127.000
209.000
72.000
414.000
660
1.085
1.453
962
3.410
40
60
70
55
1.000
Resolução:
Todos os materiais apresentarão uma deformação na direção axial, e defor-
mações nas direções radiais, que se relacionam com a deformação axial por:
εr = −νεa
Assim, os materiais também sofrerão deformações nas direções radiais,
porém de sinal oposto às axiais e bem menores em magnitude (uma vez que o
coeficiente de Poisson varia entre 0,25 e 0,40).
Admitindo, por hipótese, que haja uma tensão de tração na direção axial,
haverá alongamento na direção axial e contração nas direções radiais. Como a
deformação axial é a mesma para todos os materiais, o volume irá aumentar mais
no material que sofrer menores contrações nas direções radiais, ou seja, no ma-
terial com menor coeficiente de Poisson. Caso a tensão axial seja compressiva, o
mesmo raciocínio é válido, com a diferença de que o volume da peça sofrerá uma
redução.
O material com o menor coeficiente de Poisson é o tungstênio, portanto este
será o material que sofrerá a maior variação em seu volume.
�� ��Alternativa (E)
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Questão 26
( Eng. de Equipamentos Pleno - Mecânica - Petrobras 2005 )
27
A partir de uma barra cilíndrica de aço foi usinado um corpo
de prova para ensaio de tração segundo a norma NBR ISO
6892. Após o ensaio, observou-se que a curva tensão x de-
formação do material não apresentou patamar de escoamento
bem definido. Assinale a alternativa que descreve o critério
utilizado para a determinação da tensão de escoamento, ou
tensão convencional de alongamento proporcional deste
aço.Segundo esse critério, a tensão é determinada:
(A) no diagrama tensão x deformação, desenhando-se uma
linha paralela à parte reta da curva e a uma distância
equivalente a um alongamento percentual de 0,2 %.
O ponto de interseção dessa linha com a curva
corresponde à tensão desejada.
(B) no diagrama tensão x deformação, desenhando-se o pro-
longamento do trecho retilíneo da curva. O ponto em que
o prolongamento define o limite de proporcionalidade
corresponde à tensão desejada.
(C) no diagrama tensão x deformação, desenhando-se uma
linha paralela à parte reta da curva no ponto em que ocor-
reu o máximo alongamento. O ponto de interseção des-
ta linha com a curva corresponde à tensão desejada.
(D) no diagrama tensão x deformação, desenhando-se uma
linha paralela à parte reta da curva e a uma distância
equivalente a uma tensão igual a 80% da tensão máxi-
ma. O ponto de interseção desta linha com a curva
corresponde à tensão desejada.
(E) a partir de parâmetros do material, que devem ser ajus-
tados previamente no equipamento utilizado para a reali-
zação do ensaio de tração.
Resolução:
A metodologia utilizada para definir a tensão de escoamento é traçar uma
reta paralela ao trecho retilíneo da curva equivalente a uma deformação de 0,2%.
Toma-se então a intersecção dessa reta com a curva, e obtém-se, assim, a tensão
de escoamento.�� ��Alternativa (A)
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Questão 27
( Eng. de Equipamentos Pleno - Mecânica - Petrobras 2005 )
28
Um corpo de prova foi usinado a partir de uma chapa de aço
para a determinação de suas propriedades mecânicas em
um ensaio de tração, conforme a norma NBR ISO 6892
(Materiais Metálicos – Ensaio de Tração à Temperatura
Ambiente). Após o ensaio, obteve-se o diagrama tensão x
deformação mostrado na figura acima. Pede-se assinalar a
resposta que descreve corretamente o fenômeno que ocorre
no trecho da curva definido pelas cotas indicadas com os
números 23 e 24, e a sua respectiva denominação.
(A) O material ensaiado sofre mudanças microestruturais,
em que as deformações passam da fase plástica para a
fase elástica. Esse trecho é denominado Patamar de
Escoamento.
(B) O material ensaiado não sofre mudanças microestruturais,
mas as deformações passam da fase elástica para a
fase viscoelástica. Esse trecho é denominado Limite
Elástico.
(C) O material ensaiado sofre mudanças microestruturais,
em que as deformações passam da fase elástica para a
fase plástica. Esse trecho é denominado Patamar de
Escoamento.
(D) O material ensaiado sofre mudanças de arranjo cristali-
no, em que as deformações ocorrem somente pela varia-
ção da energia interna. Esse trecho é denominado Limite
de Alongamento.
(E) O material ensaiado não sofre mudanças microestruturais,
mas as deformações ocorrem somente pela variação da
energia interna. Esse trecho é denominado Patamar de
Hooke.
Resolução:
O fenômeno envolve mudanças microestruturais com a transição do regime
elástico para o regime plástico, e o trecho é denominado patamar de escoamento.
�� ��Alternativa (C)
Questão 28
( Eng. de Equipamentos Pleno - Mecânica - Petrobras 2005 )
29
A figura acima mostra um diagrama tensão x deformação
clássico, representativo de um ensaio de tração, conforme
preconiza a norma NBR ISO 6892 (Materiais Metálicos –
Ensaio de Tração à Temperatura Ambiente). Assinale a alter-
nativa que descreve corretamente as propriedades do mate-
rial indicadas pelas cotas 14, 17 e 25, respectivamente.
(A) Deformação total após ruptura, deformação sob tensão
máxima e resistência à tração.
(B) Deformação após ruptura, deformação sob tensão máxi-
ma e resistência mecânica.
(C) Deformação pré-ruptura, deformação elástica sob ten-
são máxima e resistência ao escoamento.
(D) Deformação após ruptura, deformação total sob tensão
máxima e resistência à tração.
(E) Deformação plástica total, deformação elástica total e
tensão de escoamento superior.
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Resolução:
A cota 14 representa a deformação após a ruptura, considerando apenas a
deformação plástica residual, pois após a ruptura ocorre o retorno elástico, uma
vez que não existe mais tensão. A cota 17 representa a deformação total quando
o corpo de prova está sujeito à tensão máxima. A cota 25 é o limite de resistência
à tração do material.
�� ��Alternativa (D)
Questão 29
( Eng. de Equipamentos Pleno - Mecânica - Petrobras 2005 )
65
Os aços possuem diversas classificações, sendo uma das
mais usuais aquela que os divide em aços carbono comum,
aços liga e aços inoxidáveis. Em relação às propriedades
mecânicas dos aços, é correto dizer que:
(A) geralmente aços carbono comum normalizados são mais
duros do que ferros fundidos.
(B) qualquer aço possui um módulo de elasticidade maior
do que o do alumínio.
(C) reduções nas temperaturas de serviço não afetam o limi-
te de escoamento do aço.
(D) qualquer aço possui uma baixa capacidade de endureci-
mento por encruamento.
(E) aumentos da quantidade de carbono nos aços provocam
aumentos da ductilidade.
Resolução:
(A) INCORRETA. Geralmente ferros fundidos são mais duros que aços carbono.
(B) CORRETA. O módulo de elasticidade é independente de elementos de liga, e
será sempre maior para o aço do que para o alumínio.
(C) INCORRETA. O limite de escoamento pode variar com a temperatura.
(D) INCORRETA. Muitos aços são dúcteis, portanto, endurecíveis por trabalho a
frio.
(E) INCORRETA. O aumento do teor de carbono nos aços leva a uma redução da
ductilidade.
�� ��Alternativa (B)
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Questão 30
( Eng. de Equipamentos Pleno - Mecânica - Petrobras 2005 )
67
Uma seleção correta de materiais é de fundamental impor-
tância na integridade de componentes mecânicos e estrutu-
rais. Algumas propriedades mecânicas importantes dos ma-
teriais metálicos podem ser determinadas a partir de ensai-
os de tração, conforme apresentado na figura abaixo. A análise da figura revela que as curvas A, B e C podem
representar ensaios:
(A) na mesma temperatura de corpos de prova de materiais
diferentes.
(B) na mesma temperatura de corpos de prova de materiais
diferentes após tratamentos térmicos idênticos.
(C) na mesma temperatura de corpos de prova do mesmo
material após tratamentos térmicos diferentes;
(D) em temperaturas diferentes de materiais diferentes após
tratamentos térmicos idênticos;
(E) em temperaturas diferentes de corpos de prova de um
material não encruável.
Resolução:
As três curvas apresentadas no diagrama possuem a mesma inclinação no
seu trecho reto (regime elástico), o que implica que o módulo de elasticidade seja
o mesmo para os três corpos de prova. Isso permite deduzir que os três corpos de
prova sejam do mesmo material, o que exclui as alternativas (A), (B) e (D).
As diferenças nas curvas ocorrem no campo plástico, onde o corpo de
prova A apresenta maior resistência e menor ductilidade, o corpo de prova C ap-
resenta menor resistência e maior ductilidade, e o corpo de prova B apresenta
propriedades intermediárias. É sabido que tratamentos térmicos como o reco-
zimento, normalização, e revenimento alteram essas propriedades, sendo que,
quanto maior o aumento de ductilidade do metal após sofrer, por exemlpo, um re-
cozimento, maior a queda da sua resistência. Por outro lado, um tratamento como
a têmpera, aumenta muito a resistência mecânica do metal, mas diminui muito sua
ductilidade, fragilizando-o. O corpo de prova A poderia muito bem ser um exemplo
de um aço temperado. Dessa forma, a alternativa (C), que afirma que as curvas
podem representar o mesmo material, na mesma temperatura, após tratamentos
térmicos diferentes, é válida.
Já a alternativa (E) está incorreta porque diz que o material é não encruável.
Pode ser visto na curva C que, sob tais condições de tratamento, o material é capaz
de sofrer un encruamento(deformação plástica) considerável.
�� ��Alternativa (C)
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Questão 31
( Eng. de Equipamentos Pleno - Mecânica - Petrobras 2005 )
68
Durante o resfriamento lento ou moderadamente lento dos
aços, a fase austenita (ferro CFC) se decompõe na reação
eutetóide (727oC) em camadas alternadas de ferrita (ferro
CCC) e cementita (carbeto de ferro ortorrômbico), mistura-
das numa microestrutura conhecida como perlita. Em rela-
ção à presença de perlita nos aços carbono comum, é corre-
to afirmar que ocorre:
(A) em aços de qualquer quantidade de carbono, desde que
em resfriamentos fora das condições de equilíbrio.
(B) em aços de qualquer quantidade de carbono, desde que
em resfriamentos dentro das condições de equilíbrio.
(C) somente em aços com 0,77% de carbono em peso,
desde que em resfriamentos dentro das condições de
equilíbrio.
(D) somente em aços com menos de 0,77% de carbono em
peso, desde que em resfriamentos fora das condições
de equilíbrio.
(E) somente em aços com mais de 0,77% de carbono em
peso, desde que em resfriamentos fora das condições
de equilíbrio.
Resolução:
A perlita está presente em aços com qualquer quantidade de carbono, desde
que resfriados dentro das condições de equilíbrio. Um resfriamento fora das
condições de equilíbrio pode dar origem à bainita ou à martensita.
�� ��Alternativa (B)
Questão 32
( Eng. de Equipamentos Pleno - Mecânica - Petrobras 2005 )
66
O naufrágio do Titanic é considerado um dos piores desastres
marítimos da história. Navegando em águas geladas do Atlân-
tico Norte, o navio de 270 m de comprimento raspou seu cos-
tado direito em um enorme iceberg. Com o choque, o casco
foi aberto como um gigantesco zíper de 100 m. Assinale a
alternativa que apresenta uma característica do aço que
deveria ter sido selecionado.
(A) Mais duro, evitando a fratura do costado.
(B) Com maior limite de escoamento, evitando a fratura do
costado.
(C) Com microestrutura martensítica, evitando a fratura do
costado.
(D) Com uma menor temperatura de transição dúctil-frágil,
adequando-se à temperatura de operação do navio.
(E) Com maior quantidade de carbono, adequando-se à tem-
peratura de operação do navio.
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Resolução:
Fraturas frágeis levam a falhas inesperadas e catastróficas como a do Ti-
tanic. O aço é geralmente dúctil, ou seja, capaz de se deformar e absorver muita
energia até a ruptura, no entanto, quando sua temperatura cai abaixo da tran-
sição dúctil-frágil, podem ocorrer fraturas frágeis. Logo, um aço sujeito a uma tem-
peratura tão baixa de operação deveria ter uma menor temperatura de transição
dúctil-frágil, a fim de evitar uma falha desse tipo.
�� ��Alternativa (D)
Questão 33
( Eng. de Equipamentos Pleno - Mecânica - Petrobras 2005 )
69
As afirmações que se seguem dizem respeito à seleção de
materiais metálicos em função de suas características em
fluência e das temperaturas de serviço:
I - Materiais com maiores módulos de elasticidade são
comumente selecionadas para aplicações que envolvam
operações em temperaturas elevadas.
II - Fluência é uma deformação permanente que independe
das propriedades metalúrgicas do material, sendo de-
pendente somente do tempo de aplicação do carrega-
mento mecânico.
III - Fluência é uma deformação reversível que depende das
propriedades metalúrgicas do material e da temperatu-
ra de operação do equipamento.
IV - Em materiais metálicos policristalinos, grãos maiores
permitem maior escorregamento entre os contornos de
grão, o que resulta em maiores taxas de fluência.
É(São) correta(s) apenas a(s) afirmação(ões):
(A) I (B) II (C) I e II (D) II e III (E) III e IV
Resolução:
I - VERDADEIRA. Maiores módulos de elasticidade levam a uma maior resistên-
cia à fluência, que é uma propriedade desejável em altas temperaturas de
serviço.
II - FALSA. A fluência depende das propriedades metalúrgicas do metal.
III - FALSA. A fluência é uma deformação permanente.
IV - FALSA. Grãos maiores dificultam o escorregamento e levam a menores taxas
de fluência.
�� ��Alternativa (A)
 Material de uso exclusivo de Godofredo Moreira portador do CPF 063.809.265-50. 
 É vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação e distribuição. Sujeitando-se o infrator à responsabilização civil e criminal.
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Questão 34
( Eng. de Equipamentos Pleno - Mecânica - Petrobras 2005 )
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Aço inoxidável é uma liga ferrosa de alta resistência à corro-
são e daí sua aplicabilidade em uma variedade de ambientes
agressivos. Sua principal característica metalúrgica é:
(A) Possuir quantidade de cromo inferior a 5% em peso na
composição química.
(B) Apresentar sempre microestrutura do tipo austenítica.
(C) Formar uma camada estável de óxidos na superfície do
material.
(D) Não ter a resistência à corrosão melhorada pela adição
de níquel.
(E) Não ser endurecível.
Resolução:
A principal característica dos aços inoxidáveis é formar uma camada estável
de óxido de cromo na sua superfície, o que protege contra a corrosão. As demais
alternativas estão incorretas, pois a quantidade de cromo é geralmente superior
a 11%, a estrutura pode ser austenítica, ferrítica ou martensítica, eles podem ser
endurecidos (por encruamento ou tratamentos térmicos), e a resistência à corrosão
pode ser melhorada pela adição de níquel.
�� ��Alternativa (C)
Questão 35
( Eng. de Equipamentos Pleno - Mecânica - Petrobras 2005 )71
As transformações de fase podem ser produzidas em siste-
mas metálicos pela variação da temperatura, composição
química e pressão externa. Entretanto, as alterações de tem-
peratura são as mais usuais e, freqüentemente, adota-se
tratamentos térmicos para induzir as transformações de fa-
ses, sobre os quais está correto afirmar:
(A) tratamentos térmicos somente são aplicáveis à ligas
ferrosas.
(B) um aço eutetóide pode apresentar diferentes
microestruturas na temperatura ambiente, em função da
velocidade de resfriamento da austenita.
(C) têmpera é um tratamento térmico caracterizado por um
resfriamento lento.
(D) revenido é um tratamento térmico pós-têmpera que au-
menta a dureza da martensita.
(E) normalização é um tratamento térmico que produz perlita
grosseira nos aços.
Resolução:
(A) INCORRETA. Tratamentos térmicos também são aplicáveis a ligas não fer-
rosas.
 Material de uso exclusivo de Godofredo Moreira portador do CPF 063.809.265-50. 
 É vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação e distribuição. Sujeitando-se o infrator à responsabilização civil e criminal.
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(B) CORRETA. Dependendo da velocidade de resfriamento, um aço eutetóide por
apresentar estrutura perlítica, bainítica, ou martensítica.
(C) INCORRETA. A têmpera é um tratamento térmico que envolve resfriamento
rápido.
(D) INCORRETA. O revenido diminui a dureza da martensita.
(E) INCORRETA. A normalização produz perlita fina.
�� ��Alternativa (B)
Questão 36
( Eng. de Equipamentos Pleno - Mecânica - Petrobras 2005 )
75
Encruamento é um fenômeno no qual um metal dúctil se tor-
na mais duro e resistente quando submetido à deformação
plástica. Tal fenômeno também é conhecido como endureci-
mento por trabalho a frio. Entretanto, o encruamento provoca
um maior efeito no limite de escoamento do material do que
na resistência mecânica. Assinale a afirmação que possui a
principal característica do processo de encruamento:
(A) O encruamento não provoca modificações na resistên-
cia à corrosão do material.
(B) O encruamento não provoca modificações na ductilidade
do material.
(C) O encruamento não provoca modificações na
condutividade elétrica do material.
(D) Trabalho a frio significa que o material sofre deformação
plástica na temperatura ambiente.
(E) As propriedades originais do material podem ser nova-
mente restauradas após o encruamento com a adoção
de tratamentos térmicos de recozimento.
Resolução:
A única alternativa correta é a (E), pois o recozimento pode restaurar as
propriedades mecânicas do material que foram alteradas no encruamento. A duc-
tilidade do material é sempre reduzida no encruamento, e a resistência à corrosão
e condutividade elétrica podem ser alteradas devido às alterações no tamanho e
formato dos grãos. Já a definição de trabalho a frio diz respeito a uma temperatura
abaixo da temperatura de recristalização, não sendo necessariamente a tempera-
tura ambiente.
�� ��Alternativa (E)
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 É vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação e distribuição. Sujeitando-se o infrator à responsabilização civil e criminal.
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Questão 37
( Eng. de Equipamentos Pleno - Mecânica - Petrobras 2005 )
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Falhas de materiais de engenharia são indesejáveis, pois
podem resultar em perda de vidas humanas, paradas de
produção, manutenções extemporâneas, lucros cessantes
e danos ao ecossistema. Embora as causas de falhas e o
comportamento de materiais possam ser conhecidos, a pre-
venção de falhas é uma condição difícil de ser garantida.
Quanto à falha em materiais e em sistemas mecânicos e
estruturais, é correto afirmar:
(A) Os termos dúctil e frágil são relativos, pois materiais
dúcteis podem falhar de maneira frágil.
(B) Disposição à fratura frágil ou dúctil, embora seja uma
característica intrínseca do material, não pode ser afeta-
da pela temperatura de operação do equipamento.
(C) Disposição à fratura frágil ou dúctil, embora seja uma
característica intrínseca do material, não pode ser afeta-
da pelo processo de fabricação do componente.
(D) Somente a fratura do dúctil envolve etapas de nucleação
e propagação de trincas.
(E) Para a maioria dos materiais cristalinos, a propagação
frágil da trinca não ocorre ao longo de planos cristalinos
específicos.
Resolução:
(A) CORRETA. Materiais dúcteis podem falhar de maneira frágil se sua temper-
atura de serviço estiver abaixo da temperatura de transição dúctil-frágil.
(B) INCORRETA. A temperatura pode levar um metal dúctil a sofrer uma fratura
frágil.
(C) INCORRETA. O processo de fabricação influencia na ductilidade do material.
(D) INCORRETA. Todas as fraturas envolvem formação e propagação da trinca.
(E) INCORRETA. Para a maioria dos materiais cristalinos, a propagação frágil da
trinca ocorre através de planos específicos.
�� ��Alternativa (A)
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Questão 38
( Eng. de Equipamentos Pleno - Mecânica - Petrobras 2005 )
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Fadiga é uma forma de falha que ocorre em componentes
mecânicos e estruturais sujeitos a tensões dinâmicas e
variáveis. Nestas condições, é possível a ocorrência de falha
em nível de tensão inferior ao limite de escoamento do mate-
rial para carregamentos monotônicos.
I - As características de ductilidade do material não
afetam sua resistência à fadiga.
II - Falhas por fadiga são características dos materiais
metálicos e cerâmicos, não ocorrendo em materiais
poliméricos e compósitos.
III - Componentes falham por fadiga de maneira frágil, pois
existe muito pouca ou nenhuma deformação plástica
generalizada associada com a propagação da trinca;
IV - Furos nas superfícies de componentes agem como
concentradores locais de tensão, favorecendo a
nucleação de trincas de fadiga e quanto maior o furo,
maior a concentração de tensões provocada.
É(São) correta(s) apenas a(s) afirmação(ões):
(A) I e II
(B) II e III
(C) III
(D) II e IV
(E) IV
Resolução:
I - FALSA. A ductilidade do material tem influência, por exemplo, na fadiga de
baixo ciclo, na qual a tensão é elevada o suficiente para provocar defor-
mações plásticas a cada ciclo;
II - FALSA. Falhas por fadiga podem ocorrer em polímeros e compósitos tam-
bém.
III - VERDADEIRA. A falha por fadiga é do tipo frágil.
IV - FALSA. Quanto maior o furo, menor o fator de concentração de tensões.
�� ��Alternativa (C)
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 É vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação e distribuição. Sujeitando-se o infrator à responsabilização civil e criminal.
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Questão 39
( Eng. de Equipamentos Pleno - Mecânica - Petrobras 2005 )
80
Os ensaios de tenacidade à fratura avaliam a resistência de
materiais, componentes e estruturas à propagação de trin-
cas, sob condições de deformação plástica restrita (fratura
frágil) ou deformação plástica generalizada (fratura dúctil).
Entre os principais parâmetros que influenciam na resistên-
cia à fratura dos materiais, se destaca o fator de intensidade
de tensões (K). Em relação aos ensaios de tenacidade à
fratura, está correto afirmar que permitem a determinação:
(A) do parâmetro K
Ic
 somente na temperatura ambiente.
(B) do parâmetro K
c
, quando realizado sob condições de
deformação plana.
(C) parâmetro K
Ic
, quando realizado sob condições de ten-
são plana.
(D) da temperatura de transição dúctil-frágil do material sob
condições de deformação plana.
(E) da temperatura de transição dúctil-frágil do material sob
condições de tensão plana.
Resolução:
Os ensaios de tenacidade à fratura permitem a obtenção do parâmetro KIc
em condições de deformação plana. Mais informações podem ser obtidas na
Norma ASTM E399 “Standard Test Method for Plane Strain Fracture Toughness
osMetallic Materials”.
Nota: O gabarito preliminar desta questão indica a alternativa (D) como
sendo a correta. No entanto, é sabido que a temperatura de transição dúctil-frágil
dos metais é obtida pelos ensaios de impacto (de Charpy-Izod). Já o ensaio de
tenacidade à fratura tem como objetivo obter o parâmetro KIc, que é a tenacidade
à fratura em deformação plana. O próprio nome da norma citada na resolução sug-
ere isso (“plane strain fracture toughness” = “tenacidade à fratura em deformação
plana”). Como não encontramos as respostas aos recursos deste concurso, deix-
amos aqui esta ressalva.
�� ��Alternativa (B)*
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Questão 40
( Eng. de Equipamentos Jr - Mecânica - PetroBio 2010 )
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Em relação ao cobre e às suas ligas, sabe-se que
(A) o cobre, quando não se encontra na forma de ligas,
possui uma capacidade muito pequena de ser subme-
tido à deformação plástica a frio, não sendo, portanto,
indicado para operações de conformação a frio.
(B) os latões são as ligas de cobre mais comuns, nas quais
o zinco, na forma de uma impureza substitucional, é o
elemento de liga predominante, sendo os latões com
menores teores de zinco mais dúcteis e facilmente sub-
metidos à deformação plástica a frio.
(C) os bronzes são as ligas de cobre mais comuns, nas
quais o zinco, na forma de uma impureza substitucional,
é o elemento de liga predominante e, para concentra-
ções de até aproximadamente 35% de zinco, possui
uma estrutura cristalina CFC.
(D) os bronzes são, em geral, menos resistentes do que os
latões e possuem um elevado nível de resistência à
corrosão, sendo preferidos, em relação aos latões,
quando uma alta resistência à corrosão é mais impor-
tante, em detrimento da resistência à tração.
(E) as ligas de cobre, em geral, devem ser endurecidas
por meio de tratamento térmico de precipitação e,
consequentemente, a deformação plástica a frio deve
ser realizada antes do tratamento de envelhecimento
da liga.
Resolução:
(A) INCORRETA. O cobre possui uma grande capacidade de sofrer deformação
plástica a frio.
(B) CORRETA. Os latões são as ligas de cobre mais comuns, e o elemento de
liga predominante é o zinco.
(C) INCORRETA. Os bronzes são menos comuns que os latões, e o elemento de
liga predominante é o estanho.
(D) INCORRETA. Os bronzes são mais resistentes que os latões.
(E) INCORRETA. Não há necessidade de trabalho a frio quando a liga é endure-
cida por precipitação.
�� ��Alternativa (B)
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Questão 41
( Eng. de Equipamentos Jr - Mecânica - PetroBio 2010 )
48
Ao se utilizar o modelo de esferas rígidas para representar
a estrutura cristalina de metais, cada esfera representa um
núcleo iônico. O fator de empacotamento atômico repre-
senta a fração do volume de uma célula unitária que
corresponde às esferas, isto é, a razão entre o volume de
átomos em uma célula unitária e o volume total da célula
unitária. O fator de empacotamento atômico para a estru-
tura cristalina
(A) cúbica de face centrada (CFC), que está presente em
metais como o cobre, o alumínio, a prata e o ouro, é
maior do que o fator de empacotamento atômico para
a estrutura cristalina cúbica de corpo centrado (CCC).
(B) cúbica de face centrada (CFC), que está presente em
metais como o cobre, o alumínio, a prata e o ouro, é
maior do que o fator de empacotamento atômico para
a estrutura cristalina hexagonal compacta (HC).
(C) cúbica de corpo centrado (CCC), que está presente
em metais como o cromo, o ferro e o tungstênio, é maior
do que o fator de empacotamento atômico para a es-
trutura cristalina hexagonal compacta (HC).
(D) cúbica de corpo centrado (CCC), que está presente
em metais como o cromo, o ferro e o tungstênio, é maior
do que o fator de empacotamento atômico para a es-
trutura cristalina cúbica de face centrada (CFC).
(E) hexagonal compacta (HC), que está presente em me-
tais como o cádmio, magnésio, titânio e zinco, é maior
do que o fator de empacotamento atômico para a es-
trutura cristalina cúbica de face centrada (CFC).
Resolução:
O fator de empacotamento atômico (FEA) das estruturas CFC e HC são
iguais a 0,74, e são, portanto, maiores que o da estrutura CCC, que é 0,68. Por-
tanto, a única alternativa que relaciona corretamente os FEA é a letra (A).
�� ��Alternativa (A)
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Questão 42
( Eng. de Equipamentos Jr - Mecânica - PetroBio 2010 )
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O aquecimento do ferro fundido branco a temperaturas
entre 800 e 900 °C, por um período de tempo prolongado e
em uma atmosfera neutra, para prevenir a oxidação, pro-
voca a decomposição da
(A) austenita, formando perlita, e dá origem a um outro tipo
de ferro fundido, denominado ferro fundido cinzento.
(B) cementita, formando grafita, e dá origem a um outro
tipo de ferro fundido, denominado ferro fundido
maleável.
(C) cementita, formando perlita, e dá origem a um outro
tipo de ferro fundido, denominado ferro fundido mes-
clado.
(D) ledeburita, formando grafita, e dá origem a um outro
tipo de ferro fundido, denominado ferro fundido nodular.
(E) ledeburita, formando perlita, e dá origem a um outro
tipo de ferro fundido, denominado ferro fundido pudlado.
Resolução:
O aquecimento do ferro fundido branco dá origem ao ferro fundido maleável,
mediante a decomposição da cementita e formação da grafita.
�� ��Alternativa (B)
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Questão 43
( Eng. de Equipamentos Jr - Mecânica - PetroBio 2010 )
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Alguns aços resistentes à corrosão são suscetíveis à pre-
cipitação de carbonetos ao longo dos contornos de grãos,
quando aquecidos em uma determinada faixa de tempera-
turas, entre 400 e 900 °C. Esse fenômeno pode provocar
(A) a fragilização, devido à difusão do hidrogênio, denomi-
nada fragilidade pelo hidrogênio, ocorrendo, em geral,
nos aços inoxidáveis martensíticos.
(B) a fragilização, devido à difusão do hidrogênio, denomi-
nada fragilidade pelo hidrogênio, ocorrendo, em geral,
nos aços inoxidáveis ferríticos.
(C) um tipo