Revisão Ciencias dos Materiais - Engenharia

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Introdução à Tecnologia dos Materiais 
1. Assinale a alternativa correta em relação à Engenharia e Ciências dos 
Materiais. 
C. O conhecimento básico sobre a Engenharia e Ciências dos Materiais é necessário 
para todas as áreas de engenharia mesmo que o profissional não venha a atuar no 
desenvolvimento de novos produtos. 
Conhecimentos básicos sobre os diversos materiais disponíveis são necessários para 
todas as áreas de engenharia independentemente da área de atuação do profissional. 
 
2. Ao longo da história da indústria humana, foram previstos produtos 
revolucionários e inovadores como, por exemplo, o uso de girocópteros 
(helicópteros individuais), previstos na década de 1940 e nunca concretizados. 
Mais recentemente, a NASA desistiu do projeto de um veículo supersônico para 
transporte civil após 10 anos de pesquisa. Assinale a alternativa correta com 
relação a estas situações: 
B. Mesmo um desenvolvimento interrompido pode gerar a criação de novos materiais e 
ou processos produtivos que serão aplicados a outros produtos inicialmente não 
previstos. 
Durante as pesquisas para o desenvolvimento do girocóptero, foram desenvolvidos 
materiais e processos que resultaram na moderna indústria aeroespacial. 
3. Para facilitar o estudo dos materiais e processos, a Engenharia e Ciências dos 
Materiais utiliza uma classificação que leva em consideração: 
D. As características intrínsecas e de processamento dos materiais. 
A Engenharia e Ciências dos Materiais considera as características intrínsecas e de 
processamento dos materiais. 
4. Apesar de conhecidos e utilizados desde os primórdios da civilização humana, 
os polímeros apresentaram grande desenvolvimento tecnológico durante o século 
20. Estes materiais apresentam grande versatilidade de aplicação devido a algumas 
das seguintes características: 
A. Polímeros termoplásticos apresentam fácil processamento e reciclagem. 
O processamento dos polímeros termoplásticos utiliza temperaturas baixas e podem ser 
facilmente reciclados por reaquecimento. 
5. As características intrínsecas, bem como as de processamento dos materiais, 
estão vinculadas aos arranjos atômicos dos átomos que as formam. Assinale a 
alternativa correta considerando os arranjos atômicos dos materiais. 
E. O que define se uma substância é cristalina ou amorfa é o arranjo atômico 
predominante. 
Uma substância será dita cristalina se o arranjo atômico predominante for cristalino, e 
amorfa quando o arranjo atômico predominante for desordenado. 
Estrutura Atômica e Ligação 
Interatômica 
 
1. Através do conceito que aprendemos sobre estruturas eletrônicas, assinale a 
alternativa que explique por que a temperatura de fusão do sódio (89ºC) é maior 
do que a temperatura de fusão do potássio (63,5ºC). 
B. Os átomos de sódio possuem ligações metálicas mais fortes, uma vez que seu raio é 
menor que o do potássio. 
Uma forte ligação metálica resulta em materiais densos, resistentes e com alto ponto de 
fusão e ebulição. 
2. O polipropileno é um polímero ou plástico derivado do propeno ou propileno e 
possui forma molecular (C3H6)x. Dentre as suas principais propriedades, podemos 
citar alta resistência à fratura por flexão ou fadiga, boa resistência ao impacto e 
boa processabilidade (fácil moldagem). Esse tipo de material é amplamente 
utilizado para a confecção de utensílios domésticos, brinquedos, componentes 
automotivos, entre outros. Com base nessas considerações e no conteúdo 
apresentado até o momento, identifique qual das alternativas apresenta o correto 
tipo de ligação presente nos polímeros. 
C. Os polímeros apresentam ligações covalentes. 
Os materiais poliméricos apresentam ligações covalentes, nas quais elétrons são 
compartilhados covalentemente. 
3. Sabemos que a ligação iônica é o resultado da atração entre os íons negativo 
(ânion) e positivo (cátion) e geralmente é encontrada em compostos cuja 
composição envolve tanto metais como não metais. Em uma ligação iônica perfeita, 
há uma transferência completa de carga eletrônica de um átomo para outro. Com 
base no seu conhecimento a respeito de ligações iônicas, assinale a alternativa que 
corresponda ao composto que possua o maior caráter iônico dentre os citados a 
seguir: KF, CsCl, NaCl, KBr e LiBr. 
B. O fluoreto de potássio possui maior caráter iônico de ligação. 
Na ligação iônica, um ou mais elétrons são transferidos de um átomoeletropositivo para 
outro mais eletronegativo. Quanto maior for a diferença de eletronegatividade entre dois 
elementos,maior será o caráter iônico da ligação entre eles. A maior diferença 
encontrada é nesse composto, que foi de 3,16. 
4. Escolha a alternativa que explique por que o fluoreto de hidrogênio possui 
temperatura de ebulição mais elevada do que o cloreto de hidrogênio. 
Temperatura de fusão 19,4ºC versus -85ºC, apesar de o fluoreto de hidrogênio 
possuir um peso molecular menor. 
A. Essa diferença pode ser explicada devido à presença de ligação de hidrogênio entre 
as moléculas do fluoreto de hidrogênio. Já o cloreto de hidrogênio possui uma força de 
atração menor resultante de um momento dipolar permanente. 
A magnitude da ligação de hidrogênio é maior do que a dos outros tipos de ligações 
secundárias. Isso explica por que a temperatura de fusão e ebulição para o fluoreto de 
hidrogênio e para a água são anormalmente elevados em relação aos seus baixos pesos 
moleculares. O cloreto de hidrogênio apresenta um momento dipolar permanente, que é 
um tipo de ligação secundária mais fraca. 
5. Sobre a tabela periódica e sua utilização, assinale a alternativa incorreta. 
A. O elemento cloro é menos eletronegativo que o elemento sódio. 
O cloro é mais eletronegativo que o sódio, pois apresenta eletronegatividade de 3,1 
contra 0,9 do sódio. 
Estrutura Cristalina e Amorfa dos 
Materiais 
1. A 20°C, o ferro apresenta a estrutura cúbica de corpo centrado (CCC), sendo o 
raio atômico 0,124 nm. Calcule o parâmetro de rede "a" da célula unitária do 
ferro e, de acordo com o conhecimento adquirido nesta Unidade de Aprendizagem, 
assinale a alternativa correta. 
A. 0,2864 nm. 
Observe na figura que, na célula unitária CCC, os átomos se tocam segundo as diagonais do 
cubo. 
 
Assim, se a for o comprimento da aresta do cubo, tem-se para a resolução do exercício: 
2. Calcule o fator de empacotamento atômico de uma célula unitária CCC. Com 
base na resposta do seu cálculo, podemos afirmar que: 
 
B. Isso significa que 68% do volume da célula unitária CCC está ocupado pelos 
átomos; o restante, 32%, é espaço vazio. 
O fator de empacotamento atômico da célula CCC é 0,68. A estrutura cristalina CCC 
não é uma estrutura compacta, já que os átomos poderiam estar dispostos mais 
próximos uns dos outros. À temperatura ambiente, muitos metais, tais como ferro, 
cromo, tungstênio, molibdênio e vanádio, apresentam estrutura cristalina CCC. 
3. Com base em seu conhecimento a respeito das principais estruturas cristalinas 
dos metais, assinale a alternativa INCORRETA. 
A. A estrutura cristalina HC possui numero de coordenação 8, ou seja, nesta célula, 
vemos que o átomo central esta rodeado por 8 vizinhos mais próximos. 
A estrutura cristalina CCC possui numero de coordenação 8, ou seja, nessa célula, 
vemos que o átomo central está rodeado por 8 vizinhos mais próximos. 
4. Com base no que aprendemos ao longo desta Unidade de Aprendizagem, 
indique a alternativa que informa corretamente a estrutura cristalina dos 
seguintes metais: molibdênio, tântalo, cromo, ouro, platina, zircônio e zinco. 
D. CCC, CCC, CCC, CFC, CFC, HC e HC. 
O molibdênio possui estrutura cristalina CCC e raio atômico de 0,136 nm. O tântalo 
possui estrutura cristalina CCC e raio atômico de 0,143 nm. O cromo possui estrutura 
cristalina CCC e raio atômico de 0,125 nm. O ouro possui estrutura cristalina CFC e 
raio atômico de 0,128nm. A platina possui estrutura cristalina CFC e raio atômico de 
0,139 nm. O zircônio e o zinco possuem estrutura HC e raios atômicos de 0,160 nm e 
0,133 nm, respectivamente. 
5. Utilizando o que aprendemos a respeito de materiais amorfos, assinale a 
alternativa incorreta. 
E. Ligas de 78% Fe-9%Si-13%B possuem estrutura cristalina, quando solidificados 
rapidamente e com velocidade de resfriamento superior a 108ºC/s. 
Devido a sua composição (semimetais), essas ligas podem formar vidros metálicos, e, 
devido a uma solidificação rápida e com velocidade de resfriamento superior a 108ºC/s, 
os átomos não têm tempo suficiente para formar uma estrutura cristalina; ao invés disso, 
o metal que se forma possui estrutura amorfa. 
Propriedades elétricas, térmicas e 
magnéticas dos materiais 
1. Magnetismo é uma força que exerce um poder de atração ou repulsão entre 
determinados objetivos, como ímãs e materiais ferromagnéticos, por 
exemplo. Quando uma barra de ferro é magnetizada, são: 
E. ordenados os ímãs elementares da barra. 
Um pedaço de ferro só é atraído por um ímã mediante a aplicação de um campo 
magnético; ocorre o alinhamento de seus ímãs elementares. 
 
 
2. Por propriedade térmica, entende-se a resposta de um material à aplicação de 
calor. À medida que um sólido absorve energia na forma de calor, sua temperatura 
aumenta, assim como também aumentam suas dimensões. A capacidade calorífica 
é uma das propriedades térmicas dos materiais. 
Qual alternativa melhor a define? 
C. É uma propriedade que serve como indicativo da habilidade de um material em 
absorver calor da sua vizinhança externa. 
A capacidade calorífica caracteriza o corpo, e não a substância que o constitui. A 
capacidade térmica é uma propriedade extensiva, ou seja, proporcional à quantidade de 
material presente no corpo. Com isso, dois corpos compostos pela mesma substância, 
porém com massas diferentes, têm diferentes capacidades caloríficas. 
3. Qual dos grupos a seguir pode ser classificado como substância ferromagnética? 
B. Níquel e cobalto. 
Os materiais (ou substâncias) ferromagnéticos compreendem um pequeno grupo de 
substâncias encontradas na natureza, que, ao serem colocadas na presença de um campo 
magnético, se imantam fortemente, e o campo magnético delas é, muitas vezes, maior 
que o campo que foi aplicado, como o níquel e o cobalto. 
4. É importante levar em consideração as propriedades elétricas dos materiais 
quando se está fazendo a seleção de materiais ou quando se está tomando decisões 
em relação às técnicas de processamento dos materiais durante uma etapa de 
projeto de um componente ou de uma estrutura. Quando um material metálico 
for resfriado por meio de sua temperatura de fusão a uma taxa extremamente 
rápida, ele irá formar um sólido não cristalino, ou seja, um vidro metálico. 
Dentre as alternativas a seguir, qual está correta em relação ao que ocorreu com a 
condutividade elétrica do metal não cristalino em comparação ao análogo 
cristalino? 
B. A condutividade elétrica de um vidro metálico será menor, pois os elétrons 
envolvidos no processo de condução experimentarão espalhamentos frequentes e 
repetidos. 
A condutividade elétrica de um vidro metálico será menor do que aquela do seu análogo 
cristalino, pois não existe qualquer espalhamento de elétrons em uma rede cristalina de 
átomos perfeita. 
5. Os cientistas e os engenheiros, sejam eles mecânicos, civis, ambientais, químico 
ou elétricos, irão, uma vez ou outra, se deparar com um problema de projeto que 
envolve materiais. Dessa forma, é fundamental conhecer as propriedades destes, 
para evitar problemas futuros. 
Dentre as alternativas a seguir, quais são exemplos de propriedades físicas e 
mecânicas, respectivamente? 
A. Massa e módulo de elasticidade. 
A massa corresponde à magnitude física que permite exprimir a quantidade de matéria 
contida num corpo. Já o módulo de elasticidade é a razão entre a tensão e a deformação 
na direção da carga aplicada, sendo a máxima tensão que o material suporta sem sofrer 
deformação permanente. Resistividade elétrica é uma propriedade 
elétrica. A condutividade térmica e o calor específico são propriedades 
térmicas. Paramagnetismo é uma propriedade magnética. Já a corrosão é uma 
propriedade química, em que ocorre a deterioração dos metais, causada por processos 
eletroquímicos das reações de oxirredução. 
Propriedades Óticas 
1. A ideia de ______________ da energia, introduzida por Max Planck em meados 
de 1900, mesmo ano conhecido como revolucionário no ramo da física, foi uma 
descoberta importante para que Einstein desenvolvesse sua teoria sobre o efeito 
fotoelétrico. Assinale a alternativa que preenche a lacuna de forma correta. 
B. quantização. 
A resposta correta é a quantização, pois a energia (E) de um fóton é dita quantizada. A 
explicação completa do efeito fotoelétrico foi dada por Einstein, em 1905, ao propor 
que um feixe de luz consiste em pequenos pacotes de energia, conhecidos, hoje, como 
quanta de luz ou fótons. 
2. Quanto ao efeito fotoelétrico, analise as afirmações a seguir: 
I) Elétrons de uma onda eletromagnética podem se propagar em um meio 
uniforme de maneira contínua. 
II) Há emissão de elétrons quando uma onda eletromagnética incide em uma 
superfície metálica. 
III) Nos metais, o efeito fotoelétrico pode ser descrito como a decomposição da 
corrente elétrica por fótons de determinada energia. 
Pode-se dizer que: 
C. somente II está correta. 
A única resposta correta é a II. Hertz descobriu o efeito fotoelétrico em 1887, 
constatando que, quando a luz atingia a superfície de um material condutor, os elétrons 
eram liberados da superfície. 
Elétrons de uma onda eletromagnética não podem se propagar em um meio uniforme de 
maneira contínua; o efeito fotoelétrico é descrito como a incidência da luz de 
determinada frequência em uma superfície metálica que faz com que elétrons da 
superfície sejam ejetados. E, quanto aos metais, o efeito fotoelétrico não pode ser 
descrito como a decomposição da corrente elétrica por fótons de determinada energia; o 
efeito fotoelétrico consiste na emissão de elétrons sob ação da luz. 
3. Quanto às propriedades óticas, analise as afirmações a seguir: 
I) Luminescência é definida como a absorção de energia por uma substância que 
emite radiação visível espontaneamente. 
II) Catodoluminescência é um tipo de luminescência produzida por um catodo 
energizado que gera um feixe de elétrons. 
III) Na fotoluminescência, a radiação de um arco de vapor de mercúrio de baixa 
pressão é convertida em luz visível. 
Pode-se dizer que: 
B. I, II e III estão corretas. 
Todas estão corretas. Quanto à luminescência, a fonte de energia pode ser de fótons de 
luz, por exemplo. A catodoluminescência é produzida por um catodo energizado. Um 
exemplo disso são os televisores antigos com tela em cores, com os tubos de raios 
catódicos. E, na fotoluminescência, a conversão em luz visível é possível por meio do 
emprego de um fósforo halofosfato. 
4. Utilize a Lei de Snell para resolver essa questão. Qual é o ângulo crítico φc para 
a luz ser totalmente refletida ao deixar uma placa plana de vidro de soda-cal-sílica 
(n = 1,51) e penetrar no ar (n = 1)? 
A. 
O ângulo crítico será de 41,5º. 
Solução: usando a Lei de Snell. 
 
n n ' = sen Φ ' sen Φ c 1,51 1 = sen 90 o sen Φ c 
Onde: 
 
n = índice de refração do vidro 
n
'
 = índice de refração do ar 
ϕ
'
 = 90º para reflexão total 
ϕc = ângulo crítico para reflexão total 
 
sen Φ c = sen 90 ° = 0,662 Φ c = 41,5 ° 
5. Calcule a refletividade da luz incidente comum na superfície polida e plana de 
um vidro silicato com índice de refração de 1,55. 
A. 
0,046 OU 4,65% REFLETIVIDADE PERCENTUAL. 
Utilizando a equação a seguir e n = 1,55: 
 
4,65% REFLETIVIDADE PERCENTUAL. 
Uso dos diagramas de fases para 
compreender os materiais 
1. Ao quese refere o termo equilíbrio de fases, empregado com frequência no 
contexto dos diagramas de fases? 
A. Ao equilíbrio, na medida em que este se aplica a sistemas nos quais pode existir 
mais do que uma única fase. 
O equilíbrio de fases se reflete por uma constância nas características das fases de um 
sistema ao longo do tempo. Se a temperatura do sistema mudar repentinamente, esse 
equilíbrio ou balanço ficará temporariamente perturbado. A microestrutura está 
relacionada com as propriedades mecânicas do material e existe uma relação indireta, 
mas não é diretamente ao equilibrio de fases. 
2. Nos diagramas de fase, em um material ou uma liga com uma dada composição, 
com uma temperatura conhecida e que está em equilíbrio, é possível determinar: 
B. as fases, as composições e a fração mássica das fases no material. 
O diagrama de fases é um gráfico utilizado para indicar as condições de temperatura 
e pressão necessárias para obter uma substância em um determinado estado 
físico (sólido, líquido ou gasoso). Além de indicar as condições para a substância estar 
em um estado físico específico, o diagrama de fases indica as condições para ocorrer 
qualquer mudança de estado físico. 
3. Dentre as alternativas a seguir, qual reação melhor descreve a reação peritética 
no resfriamento? 
A. Sólido 1 + líquido 1 = sólido 2. 
As reações termicamente peritéticas são reversíveis. Quando ocorre o resfriamento, uma 
fase sólida, na presença de uma fase líquida, transforma-se em uma fase sólida distinta. 
Aqui, a fase gama foi considerada também como líquido. 
4. É fundamental conhecer as diferentes definições e terminologias utilizadas em 
diagramas de fases. Quando estamos falando da porção homogênea de um sistema, 
que tem características químicas e físicas uniformes, estamos nos referindo: 
D. às fases. 
Todo material puro é considerado uma fase e assim são, também, todas as soluções 
sólida, líquida e gasosa. 
5. Em relação ao diagrama de fases e à regra da alavanca, qual a alternativa 
correta? 
D. Dependendo de variáveis como temperatura, pressão e composição, uma liga pode 
exibir microestrutura monofásica ou polifásica. 
Com o auxílio do diagrama de fases, é possível descobrir as temperaturas ou as faixas 
de temperaturas de transformação de uma liga em condições de equilíbrio. Quando os 
sistemas têm a mesma estrutura cristalina e são totalmente solúveis um no outro, os 
diagramas binários serão isomorfos. Já com auxílio da regra da alavanca, é possível 
descobrir as proporções e as composições de cada fase presente no diagrama. Uma 
microestrutura é monofásica quando existe completa solubilidade do soluto no solvente, 
ou seja, não ocorre formação de precipitado. Quando não ocorre a completa solubilidade 
do soluto no solvente, ou seja, quando o limite de solubilidade é ultrapassado, formam-
se então as ligas com microestrutura polifásica. Quando um sistema passa a ter mais 
componentes além da temperatura e da pressão, os diagramas binários analisam também 
a composição. 
Materiais Compostos. Estruturas, 
propriedades mecânicas e aplicações 
1. Assinale a alternativa com a definição que pode ser atribuída aos materiais 
compostos. 
B. É um material formado por uma combinação de dois ou mais constituintes com 
propriedades não encontradas nos materiais convencionais. 
Material composto é um material formado por uma combinação de dois ou mais 
constituintes com propriedades não encontradas nos materiais convencionais. 
2. A maioria dos materiais compostos é constituída por duas fases principais. Uma 
delas é contínua e envolve a outra fase, é responsável por dar suporte à outra fase e 
transfere as tensões dentro do material composto. 
 
Como se denomina esta fase? 
C. Matriz 
A fase contínua e que envolve a outra fase, sendo responsável por dar suporte a ela e 
transferir as tensões dentro do material composto, é denominada matriz. 
3. Uma das duas principais fases dos materiais compostos confere ao material suas 
características mecânicas e se encontra envolta pela outra fase. 
 
Como se denomina esta fase? 
B. Material de reforço 
A fase dos materiais compostos que confere ao material suas características mecânicas e 
se encontra envolta pela outra fase é denominada material de reforço. 
4. Quais os três tipos de fibras sintéticas utilizadas na fabricação de materiais 
compostos de matriz polimérica? 
E. Fibra de vidro, fibra de carbono e fibra de aramida 
Os três tipos de fibras sintéticas utilizadas na fabricação de materiais compostos de 
matriz polimérica são fibra de vidro, fibra de carbono e fibra de aramida. 
5. A madeira, o concreto e a colmeia são, respectivamente, exemplos de: 
A. material composto natural, material composto de base cerâmica e material composto 
de estrutura sanduíche. 
A madeira, o concreto e a colmeia são, respectivamente, exemplos de: material 
composto natural, material composto de base cerâmica e material composto de estrutura 
sanduíche. 
Inovação tecnológica em processamento 
de materiais 
 
1. O software CAD se caracteriza por permitir que sua integração seja realizada 
com outros softwares. Nesse contexto, analise as afirmativas a seguir: 
I. Um modelo desenhado em software CAD pode ser migrado para um software 
CAE com o intuito de simular o comportamento mecânico do produto. 
II. O software CAD permite que sejam feitas simulações dinâmicas no desenho 
realizado, permitindo a visualização e a avaliação do modelo criado. 
III. O modelo do produto produzido no CAD pode ser transferido para o CAM, 
permitindo a simulação e a programação da sua usinagem em máquinas CNC. 
Está(ão) correta(s): 
E. I e III. 
Os softwares CAD são utilizados para realizar os desenhos iniciais das peças, produtos 
e/ou componentes, sendo que as simulações ou programações devem ser realizadas em 
outros softwares. 
2. Uma máquina CNC é uma máquina-ferramenta que se caracteriza por ter seus 
movimentos controlados por um computador, garantindo elevada qualidade das 
peças usinadas. 
Além disso, sobre essa máquina, é CORRETO afirmar que: 
E. é uma máquina dinâmica que permite a realização de movimentos complexos com 
elevada precisão. 
Máquinas CNC têm características que permitem que elas sejam utilizadas em baixos e 
elevados lotes de produção, pois possibilitam a migração de programas por meio da 
utilização de hardware externo e alterações manuais na programação. Para isso, 
necessitam de um operador devidamente treinado para dar início ao processo e realizar 
os ajustes necessários. 
3. Um sistema CAM (manufatura assistida por computador) é utilizado após o 
software CAD e tem como função o desenvolvimento de duas atividades principais. 
Analise as afirmativas a seguir: 
I. Realizar a simulação da usinagem. 
II. Realizar a simulação de situações de aplicação do produto. 
III. Gerar programação CNC para as máquinas CNC. 
IV. Modificar as características e as dimensões dos desenhos. 
Assinale a alternativa que contém apenas a(s) afirmativa(s) VERDADEIRA(S): 
B. I e III. 
Softwares CAD realizam os desenhos da peça e permitem que os desenhos sejam 
modificados conforme a necessidade, enquanto que o software CAE é responsável por 
realizar as simulações das condições em que os produtos serão utilizados. 
4. Inicialmente, os equipamentos de manufatura aditiva eram conhecidos como 
máquinas de prototipagem rápida (rapid prototyping), as quais eram 
caracterizadas em função da rapidez com que a máquina produzia os protótipos 
tridimensionais. 
Já em relação à manufatura aditiva, é CORRETO afirmar que: 
B. é um processo que se caracteriza pela adição de material, camada por camada, a 
partir de um modelo tridimensional. 
A aplicação da manufatura aditiva está relacionada com a produção de lotes pequenos 
de peças, com elevado grau de customização e complexidade. Além disso, um fator de 
limitação desse processo está relacionadoa uma pequena quantidade de materiais que 
podem ser utilizados. 
5. No cenário atual das organizações, a concorrência acaba fazendo com que as 
empresas busquem meios de se destacarem entre suas concorrentes. Nesse 
contexto, a utilização de robôs nas indústrias faz com que o processo produtivo 
apresente melhoras significativas em relação à produtividade e à segurança dos 
colaboradores. 
No que diz respeito à utilização da robótica pelas empresas, assinale a alternativa 
correta: 
A. Dentre as atividades realizadas por robôs, é possível citar a movimentação, a 
medição e a manipulação de peças e ferramentas. 
Devido ao elevado custo inicial, antes da aquisição de robôs, é necessário fazer uma 
análise. A utilização de robôs proporciona ganho na qualidade e na produtividade, pois 
eles conseguem manter o ritmo de produção, resultando em ganhos significativos para a 
empresa, inclusive na área de logística, que trata do transporte de materiais 
Conceitos de seleção de materiais 
1. Leia as afirmativas a seguir e assinale a alternativa correta. 
I - Mesmo com o advento de diversos materiais e aplicações, a escolha de um 
determinado material é baseada apenas em experiências anteriores bem-sucedidas. 
II - Os materiais são os insumos de um determinado projeto, podendo ser divididos 
em metais, polímeros, cerâmicas, elastômeros, vidros e híbridos. 
III - As propriedades são essenciais na determinação do material adequado, sendo 
obtidas, geralmente, a partir de análises estatísticas de dados referentes a ensaios. 
D. Apenas as afirmativas II e III estão corretas. 
Os materiais são os insumos de um determinado projeto, podendo ser divididos nas 
seguintes em metais, polímeros, cerâmicas, elastômeros, vidros e híbridos (ASHBY, 
2012). Suas propriedades são essenciais na determinação do material adequado, sendo 
estas geralmente obtidas a partir de análises estatísticas de dados referentes a ensaios. 
Em relação à seleção dos materiais, no passado, a escolha era baseada apenas na 
experiência de outras pessoas mais qualificadas. Contudo, com o advento dos diversos 
materiais e aplicações, foram necessários estudos associados à seleção, acarretando na 
utilização de metodologias específicas para a adequação dos materiais a um 
determinado projeto, permitindo, assim, praticidade e adaptação às tecnologias. 
2. O que é difusidade térmica? 
E. É a propriedade que descreve o quão rapidamente um material reage às mudanças de 
temperatura. 
Difusidade térmica é a propriedade que descreve o quão rapidamente um material reage 
às mudanças de temperatura. 
3. Dadas as seguintes propriedades mecânicas dos materiais, associe-as aos seus 
respectivos conceitos: 
1. Resistência à tração. 
2. Resistência à fadiga. 
3. Resistência ao desgaste. 
4. Dureza. 
( ) Capacidade de um material suportar os efeitos provocados pelo deslizamentos 
de duas superfícies (uma contra a outra). 
( ) Capacidade de um material suportar carregamentos cíclicos. 
( ) Máxima tensão que um material pode suportar ao ser esticado ou puxado 
antes de falhar ou quebrar. 
( ) Propriedade que permite a um material resistir à deformação plástica. 
A. 3-2-1-4. 
A resistência à tração é a máxima tensão que um material pode suportar ao ser esticado 
ou puxado antes de falhar ou quebrar. Já a resistência à fadiga está associada à 
capacidade de um material suportar carregamentos cíclicos. Em relação à resistência ao 
desgaste, sabe-se que esta é a capacidade de um material suportar os efeitos provocados 
pelo deslizamentos de duas superfícies (uma contra a outra). Por fim, dureza é a 
propriedade que permite a um material resistir à deformação plástica. 
 
 
4. Em relação às etapas do processo de seleção de materiais, assinale a alternativa 
correta. 
C. Na tradução, são feitas definições dos requisitos do projeto (função, restrição, 
objetivos e variáveis livres). 
A tradução está relacionada com as definições dos requisitos do projeto (função, 
restrição, objetivos e variáveis livres). Já a triagem é uma etapa de dedução e aplicação 
de limites nos requisitos associados às restrições. A classificação diz respeito à etapa em 
que ocorrerá a procura dos materiais que maximizem o desempenho através dos índices 
de materiais. Por fim, a documentação é a etapa que trabalha com pesquisa na 
documentação dos melhores candidatos classificados, explorando aspectos de seu 
histórico até a produção de um quadro suficientemente detalhado, que possibilite uma 
escolha final. Apesar da grande variedade de softwares utilizados no processo de 
escolha de um determinado material, os diagramas de propriedades ainda são muito 
utilizados. 
5. Em relação aos custos de um processo de seleção de materiais, assinale a 
alternativa correta. 
E. A disponibilidade está relacionada à facilidade de obtenção de um material, à 
necessidade de importação, ao prazo de entrega, à quantidade mínima de compra, à 
existência de estoques, etc. 
O custo de um material está relacionado a diversas variáveis, recebendo destaque o 
conhecimento tecnológico (quanto maior o conhecimento de um determinado material, 
menor serão os gastos com estudos referentes a ele), as propriedades do material 
(quanto melhor for uma propriedade, possivelmente, maior será o preço do material, 
porém, menores serão os gastos com falhas), o desempenho (quando se trata de 
aplicações em que o preço é determinante, as especificações técnicas dos materiais 
ficam em segundo plano) e a disponibilidade (relacionada à facilidade de obtenção de 
um material, à necessidade de importação, ao prazo de entrega, à quantidade mínima de 
compra, à existência de estoques, etc.). 
Mecanismos de transformação de fase 
para obtenção de melhorias de 
propriedades mecânicas 
1. O constituinte que se obtém na transformação isotérmica da austenita, quando 
a temperatura do banho de resfriamento é de 250 a 500 °C, recebe qual nome? 
A. Bainita. 
A bainita é uma microestrutura resultante de uma decomposição eutetoide, na qual a 
austenita se decompõe em ferrita e carbonetos (cementita). A decomposição que resulta 
nessa estrutura acontece em aços sob um intervalo de temperatura que pode variar de 
550 °C a 250 °C, dependendo da composição química da liga. 
A martensita é formada quando ligas ferro-carbono austenitizadas são resfriadas 
rapidamente ou bruscamente (como no tratamento térmico de têmpera). 
A austenita é o ponto de partida para vários tratamentos térmicos nas ligas de ferro, 
pois, partindo da austenita, é possível a transformação da liga em vários 
microconstituintes. 
A perlita é formada por duas fases: ferrita e cementita, que são constituintes do aço 
eutetoide quando submetido a um resfriamento lento ou moderado, a partir da fase 
austenítica. 
A ferrita é um termo de ciência dos materiais para o ferro puro, com uma estrutura 
cristalina cúbica de corpo centrado. 
2. Em relação ao diagrama de fases e à regra da alavanca, qual a alternativa 
correta? 
D. Dependendo de variáveis como temperatura, pressão e composição, uma liga pode 
exibir microestrutura monofásica ou polifásica. 
A regra da alavanca é utilizada para descobrir as proporções e as composições de cada 
fase presente no diagrama. Com o auxílio do diagrama de fases, é possível descobrir as 
temperaturas ou as faixas de temperaturas de transformação de uma liga em condições 
de equilíbrio. Quando os sistemas têm a mesma estrutura cristalina e são totalmente 
solúveis um no outro, em qualquer composição, os diagramas binários serão isomorfos. 
Uma microestrutura é monofásica quando existe completa solubilidade do soluto no 
solvente, ou seja, não ocorre formação de precipitado. Quando não ocorre a completa 
solubilidade do soluto no solvente, ou seja, quando o limite de solubilidade é 
ultrapassado, formam-se então as ligas com microestrutura polifásica. Quando um 
sistema passa a ter mais componentes alémda temperatura e pressão, os diagramas 
binários analisam também a composição. 
3. Assinale a alternativa correta em relação ao tratamento térmico de ligas 
ferrosas: 
C. O aumento ou a diminuição da dureza e o aumento da resistência mecânica são 
apenas alguns objetivos do tratamento térmico em ligas ferrosas. 
Além de o tratamento térmico aumentar ou diminuir a dureza e aumentar a resistência 
mecânica, podem-se citar a remoção de tensões internas, melhoria da ductilidade, 
melhora da usinabilidade, melhora da resistência ao desgaste, melhora da resistência à 
corrosão e ao calor e a melhora das propriedades elétricas e magnéticas. Dessa forma, o 
tratamento térmico consiste no processo de aquecimento e resfriamento em condições 
controladas de ligas metálicas, ferrosas e não ferrosas em que se objetiva modificar as 
suas propriedades. 
O tratamento térmico consiste na melhora de uma ou mais propriedades, porém com 
prejuízo a outras propriedades. Diferentes transformações ocorrem na microestrutura de 
ligas ferro-carbono, dependendo do tratamento térmico. Por exemplo, a ferrita mais 
cementita, também conhecidas como perlita, são constituintes do aço eutetoide, 
produtos de seu resfriamento lento ou moderado, originários da austenita. Já a 
martensita é uma solução sólida supersaturada em carbono que fica preso à rede, 
distorcendo um de seus eixos, o que leva a um aumento da dureza da martensita. 
 
4. Os efeitos combinados do encruamento e do endurecimento por precipitação 
são usados na produção de ligas que possuem uma combinação ótima de 
propriedades mecânicas. 
Para ligas sujeitas ao endurecimento por precipitação, tem-se necessariamente: 
B. aumento da resistência. 
O fenômeno do aumento da resistência pode ser explicado em termos de uma maior 
resistência ao movimento das discordâncias por deformações na rede cristalina, que são 
estabelecidas na vizinhança dessas partículas de precipitado microscopicamente 
pequenas. 
 5. Existem diferentes tipos de tratamentos térmicos. Como é denominado o 
método que se refere a um tratamento térmico no qual um material é exposto a 
temperatura elevada por um período de tempo longo e a seguir é lentamente 
resfriado? 
E. Recozimento. 
A austêmpera visa à formação de uma microestrutura com comportamento 
intermediário entre a perlita e martensita, o que gera um material com resistência, 
porém com menor fragilidade, sendo adequado para aplicações que envolvam fadiga. 
A martêmpera consiste na austenitização do aço a temperaturas usuais seguido de uma 
têmpera em óleo aquecido ou em banho de sais. Esse tratamento é usado principalmente 
para diminuir a distorção ou empenamento produzidos durante o resfriamento rápido de 
peças de aço. 
O revenimento do aço alivia as tensões geradas pela têmpera, diminuindo a fragilidade 
das peças. Com algumas exceções, normalmente as peças temperadas são revenidas, 
apresentando melhora na tenacidade. 
A normalização do aço ocorre quando se deseja refinar o grão do material. O aço com 
grãos grandes tende a apresentar maior heterogeneidade de propriedades e maior 
fragilidade. Ou seja, o refino dos grãos garante maior homogeneidade de propriedades e 
maior tenacidade. 
O recozimento é realizado para aliviar tensões; aumentar a maciez, ductilidade e 
tenacidade; produzir uma microestrutura específica. 
Objetivos, classificação e tipos dos 
ensaios mecânicos 
1. A escolha das propriedades mecânicas de um material a ser utilizado em um 
projeto é a combinação de quais fatores? 
D. Estrutura interna e aplicação em projeto. 
A escolha de qualquer material utilizado na engenharia (sejam eles metálicos, 
cerâmicos, poliméricos, compósitos, entre outros) depende de sua propriedade mecânica 
que é determinada pela combinação das características da estrutura interna e de suas 
aplicações em projeto. 
2. Com relação às propriedades mecânicas dos materiais, como é denominada a 
capacidade de o material absorver energia apenas na deformação elástica? 
D. Resiliência. 
Resiliência é a propriedade que determina a capacidade de o material absorver energia 
quando ele é deformado elasticamente e, com o descarregamento, ter essa energia 
recuperada. 
3. A imagem, a seguir, representa qual tipo de ensaio mecânico? 
 
C. Fadiga. 
Ensaio com carregamento aplicado de maneira cíclica, trabalhando constantemente 
tração-compressão, é o ensaio mecânico de fadiga. 
4. Das alternativas, qual cita os ensaios caracterizados como dinâmicos? 
A. Fadiga e impacto. 
Os ensaios dinâmicos recebem esse nome devido ao carregamento utilizado ser aplicado 
de maneira rápida ou cíclica. Esses ensaios apresentam a frequência, normalizada 
quando utilizadas cargas cíclicas, e altura inicial do martelo, quando utilizada carga 
rápida. Exemplo: fadiga e impacto. 
5. Quais os fatores determinantes para a utilização de ensaios por inspeção visual, 
por partículas maganéticas e por líquidos penetrantes em indústrias? 
B. Baixo custo de material e facilidade de execução. 
Os mais comumente utilizados são o ensaio por inspeção visual, o ensaio por partículas 
magnéticas e o ensaio por líquido penetrante. Os fatores que tornam esses ensaios mais 
utilizados é o baixo custo de material e a facilidade de execução. 
 
Novas tendências em eletrônica 
1. Descreva qual princípio rege o funcionamento dos materiais semicondutores 
quando os elétrons recebem quantidades de energia e saem da camada de valência 
para a camada de condução. 
D. Essa alteração de camada tem origem no princípio da excitação térmica, visando 
fazer com que a condutividade dos semicondutores varie até atingir a condutividade 
semelhante aos metais. 
O princípio que rege o funcionamento dos materiais semicondutores quando temos uma 
grande quantidade de energia nos elétrons, fazendo estes transitarem da camada de 
valência para a camada de condução, é o princípio da excitação térmica. Isso é feito 
para que a condutividade dos semicondutores sofra variação e atinja condutividades 
semelhantes aos metais. 
2. Cite a principal técnica utilizada na criação dos materiais semicondutores, a 
qual pretende alcançar alto grau de pureza, reduzindo, assim, os níveis de 
impurezas presentes tanto no silício quanto como no germânio. 
A. Sintetização. 
Os semicondutores sofrem sintetização para alcançar maior grau de pureza, de forma 
que as impurezas são reduzidas e os semicondutores, por exemplo, a base de germânio e 
silício, se tornam mais adequados para utilização em microprocessadores e 
microcontroladores. 
3. O grafeno tem se mostrado disruptivo e forte candidato a substituir muitos 
materiais no campo da eletrônica, dada sua condutividade a dois tipos de 
semicondutores, quais são eles? 
E. Silício e germânio. 
Os semicondutores mais utilizados na indústria eletrônica são o germânio e o silício, os 
quais devem ser substituído nos próximos anos pelo grafeno, tendo em vista suas 
características mecânicas, químicas e elétricas. 
4. Na nanotecnologia da criação de novos materiais eletrônicos, estruturas são 
criadas no nível: 
B. molecular e atômico. 
A nanotecnologia é a ciência de desenvolvimento de novas tecnologias para materiais 
em estruturas de nível atômico e molecular. 
 
5. Qual técnica é utilizada para transformar grafite em grafeno? 
C. Esfoliação. 
Para a transformação de grafite em grafeno a principal técnica é a esfoliação.