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Pergunta 1 A cementação aplica-se a aços com até 0,30% de Carbono. É aplicada em peças como engrenagens, eixos, parafusos, etc, que necessitam aliar elevada dureza superficial com boa tenacidade do núcleo. O aço é colocado em um forno com atmosfera controlada, e aquecido. Após o tratamento, ainda há a necessidade de realizar-se têmpera e revenimento. Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre o processo de cementação, é correto afirmar que: como esse processo se dá por difusão, a camada superficial apresentará maior saturação de carbono, decrescendo em direção do núcleo da peça Pergunta 2 Quando um material sofre algum tipo de deformação, normalmente sua dureza aumenta em detrimento de sua ductilidade e tenacidade. A restrição ao movimento das discordâncias provoca esse aumento de sua resistência mecânica. Por isso, a restrição do movimento de suas discordâncias é considero um princípio simples para aumentar a resistência mecânica. Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre mecanismo de endurecimento de metais, analise as afirmativas a seguir. I. O refino de grão é um mecanismo de endurecimento que também promove aumento da tenacidade dos aços-carbono. II. A reação martensítica é, dentre os diversos mecanismos de aumento de resistência, aquele que promove maior aumento de dureza nos aços-carbono. III. O endurecimento por precipitação de carbonetos é o mecanismo de endurecimento predominante no aço de baixo teor de carbono quando esse é submetido à deformação plástica a frio. IV. O encruamento é um mecanismo de endurecimento de metais realizado durante a solidificação da liga. V. O refino de grão pode ser feito durante o tratamento térmico com o intuito de endurecer o material após sua deformação mecânica. Está correto apenas o que se afirma em: II e III Pergunta 3 1 O diagrama ferro carbono é o sistema de ligas binárias que, provavelmente, é o mais utilizado para avaliar fases presentes, bem como composições relativas a elas. Tanto para aços como ferros fundidos, ele ainda é utilizado como referência por muitos estudantes e profissionais da indústria. No diagrama ferro carbono abaixo, considere uma liga contendo 3,0% de carbono, que foi resfriada a partir de uma temperatura de 1400oC. Seu resfriamento pode ser considerado como lento e em condições de equilíbrio.Fonte: CALLISTER, W. D. Materials Science and Engineering: An Introduction. 3ª Edição, New York: John Wiley & Sons, 2011, pág. 211. (Adaptado). Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre microestruturas e fases, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). I. ( ) A temperatura de início de solidificação dessa liga é de 1300ºC. II. ( ) A primeira fase sólida que se forma na temperatura de solidificação desta liga é a γ + L. III. ( ) A temperatura na qual termina a solidificação dessa liga é 1148ºC. IV. ( ) A 1148ºC, tem-se a formação da austenita como fase única. V. ( ) Os constituintes desta liga a 723ºC são ferrita e cementita. Agora, assinale a alternativa que contém a sequência correta. V, F, V, F, V Pergunta 4 Observe o diagrama de fases do sistema Chumbo-Estanho apresentado abaixo: img 2-2.png Fonte: CALLISTER, W. D., Materials Science and Engineering: An Introduction. 3ª Edição, New York: John Wiley & Sons, 2011, p 198. (Adaptado). Uma fase é uma porção homogênea de um sistema que possui características físicas e químicas uniformes. Se mais de uma fase estiver presente em um sistema, cada uma terá suas propriedades individuais, e existirá uma fronteira separando-as, onde haverá uma mudança descontínua e abrupta nas características físicas ou químicas. Considerando essas informações, utilizando o diagrama apresentado acima e o conteúdo estudado sobre microestruturas e fases, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). I. ( ) O ponto D representa o ponto eutético, transição da fase líquida para sólida. 2 II. ( ) Em equilíbrio a 150 ºC, a fase alfa (α) de uma liga contendo 20% em peso de Sn tem a mesma composição química da fase alfa (α) de uma liga contendo 80% em peso de Sn. III. ( ) O ponto D pertence ao patamar eutético, em que coexistem em equilíbrio três fases, duas sólidas, a α e a β, e uma líquida. IV. ( ) Uma liga contendo 61,9% em peso de Pb apresenta a 150ºC uma microestrutura eutética. V. ( ) A solubilidade máxima do estanho no chumbo no estado sólido é 2,2% em peso. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: V, V, V, F, F Pergunta 5 Observe o diagrama de fases do sistema Chumbo-Estanho apresentado abaixo: img 1-1.png Fonte: CALLISTER, W. D., Materials Science and Engineering: An Introduction. 3ª Edição, New York: John Wiley & Sons, 2011, p 198. (Adaptado). Diagramas de fase são utilizados para determinar as etapas presentes em uma composição química, bem como avaliar o número de fases e sua composição. Dessa forma, é possível encontrar fases que possuam características físicas ou químicas específicas. Considerando essas informações, utilizando o diagrama apresentado acima e o conteúdo estudado sobre microestruturas e fases, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). I. ( ) O ponto A representa o ponto de fusão do estanho. II. ( ) Pode-se determinar o volume relativo das fases com auxílio do diagrama de fases. III. ( ) O ponto B está no campo α, que corresponde à solução sólida de estanho no chumbo. IV. ( ) Uma liga equiatômica de Pb-Sn está líquida quando a temperatura chegar a 225 ºC. V. ( ) O ponto C está localizado no campo α + L, onde a fase sólida α coexiste com a fase líquida. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: F, F, V, F, V Pergunta 6 3 Mecanismos de endurecimento são verdadeiros obstáculos à movimentação das discordâncias, que provoca o aumento da resistência mecânica do metal. Em quase sua totalidade, eles aparecem combinados. É praticamente impossível observar o endurecimento de um metal causado apenas por um desses mecanismos. Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre mecanismos de endurecimento de metais, analise os termos abaixo e associe-os com as suas respectivas descrições. 1) Redução de tamanho de grão. 2) Formação de solução sólida. 3) Encruamento. 4) Transformação de fase. 5) Dispersão de partículas. ( ) O trabalho mecânico realizado a frio promove a geração e acúmulo de discordâncias em subestruturas. ( ) Átomos de soluto “deformam” a estrutura cristalina da matriz e interferem na movimentação das discordâncias. ( ) Realizada através de tratamentos térmicos, ela resulta na formação de microconstituintes mais resistentes. ( ) São locais de bloqueio ao movimento de discordâncias, já que os dois grãos possuem diferentes orientações e, dificilmente, a discordância encontrará um plano para seguir o escorregamento. ( ) As partículas de segunda fase bloqueiam a movimentação das discordâncias, tornando necessário o aumento da energia de deformação. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta. 3, 2, 4, 1, 5 Pergunta 7 Os tratamentos térmicos são caracterizados pela temperatura em que eles ocorrerão, o tempo de exposição a altas temperaturas, a velocidade e forma de resfriamento e a atmosfera onde o procedimento será executado. Baseado nestes parâmetros e na finalidade de cada operação de tratamento térmico, definem-se vários tipos de tratamentos diferentes. 4 O gráfico abaixo mostra uma curva de tratamento térmico de recozimento: img 16 -1.png Fonte: CHIAVERINI, V. Tecnologia Mecânica: Processos de Fabricação e Tratamento. v. 2 1982 p. 56. (Adaptado). Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre tratamentos térmicos, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). I. ( ) O recozimento objetiva remover tensões, diminuir a dureza, melhorar a ductilidadee ajustar o tamanho de grãos. II. ( ) No recozimento, as peças são aquecidas e mantidas na temperatura de austenitização e, em seguida, resfriadas por ar. III. ( ) A curva de recozimento mostra a necessidade de um resfriamento rápido para a obtenção de estruturas de elevada dureza. IV. ( ) Recuperação, recristalização e crescimento de grão são as etapas que ocorrem em um tratamento de recozimento. V. ( ) O recozimento é uma opção de tratamento para obtenção de materiais duros no lugar da cementação. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: V, V, F, V, F Pergunta 8 A maior parte dos materiais utilizados em engenharia são policristalinos. Os contornos de grão são barreiras que dificultam a movimentação das discordâncias, pois uma discordância não consegue atravessá-los. Grãos têm orientações cristalinas diferentes. Assim sendo, uma discordância que tentasse passar de um grão A para dentro de um outro grão B teria de alterar sua direção de movimentação. Considerando essas informações e o conteúdo estudado em relação a mecanismos de endurecimento de metais, pode-se afirmar que um material mais duro: possui grãos pequenos, uma vez que tem uma maior área total de contornos de grão para dificultar o movimento das discordâncias Pergunta 9 5 Observe o diagrama de fases do sistema Chumbo-Estanho apresentado abaixo: img 3-3.png Fonte: CALLISTER, W. D., Materials Science and Engineering: An Introduction. 3ª Edição, New York: John Wiley & Sons, 2011, p 198. (Adaptado). Respeitadas algumas condições, como estruturas cristalinas semelhantes ou tamanho de átomos, alguns elementos podem dissolver-se completamente com outros, como é o caso do cobre e do níquel. Havendo qualquer diferença, isso não ocorre e a solubilidade entre eles pode chegar a zero. Considerando essas informações, utilizando o diagrama apresentado acima e o conteúdo estudado sobre microestruturas e fases, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). I. ( ) A solubilidade máxima do chumbo no estanho no estado sólido é 18,3% em peso. II. ( ) Uma liga contendo 70% em peso de estanho, a 200ºC, pode apresentar estrutura com fase β e líquida ao mesmo tempo. III. ( ) A 327ºC tem-se um ponto de solidificação do material apenas se sua composição for composta apenas de chumbo. IV. ( ) Uma liga contendo 18% em peso de Sn (estanho) em equilíbrio a 150ºC apresenta duas fases. V. ( ) Mesmo com a temperatura de fusão do estanho a 232ºC, observa-se uma fase totalmente líquida com uma liga contendo 60% do elemento (estanho) a 200 ºC. Agora, assinale a alternativa que contém a sequência correta. F, F, V, V, V Pergunta 10 Na realização de um tratamento térmico, deve-se conhecer as dimensões, bem como o tipo do material a ser tratado. No caso dos aços, por exemplo, quanto maior a peça, maior o tempo de aquecimento e maior o tempo para que toda a peça esteja austenitizada e possa atingir a microestrutura desejada. É impossível atingir a microestrutura e as propriedades necessárias para um material aplicando-se menores tempos, principalmente de aquecimento. Considerando essas informações e o conteúdo estudado em relação aos fundamentos sobre tratamentos térmicos, pode-se afirmar que: 6 a velocidade de resfriamento determinará a microestrutura da liga tratada, além da definição dos constituintes microestruturais do material ao término do resfriamento 7
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