Prova 2 - Materiais para Construção Mecânica e Tratamento Térmico

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1O diagrama Fe-C é um importante aliado para a previsão de formação de ligas, no equilíbrio, de aço e ferros fundidos. De acordo com o diagrama de equilíbrio Fe-C, considere um aço com 1,0% C que é fundido a 1550 °C, sendo resfriado lentamente, em condições de equilíbrio. Dentro deste cenário, com base nos seus conhecimentos e com o auxílio do diagrama ferro carbono, analise as sentenças a seguir: I- A temperatura de início de solidificação dessa liga é aproximadamente 1147 °C. II- A 1147 ºC, a composição da austenita é 2,14% C, enquanto a composição da fase líquida é de igual a composição do eutético (4,30% C). III- A 727 ºC, a composição da austenita é 0,76% C, enquanto a composição da cementita é de 6,7% C. Assinale a alternativa CORRETA:
A
Somente a sentença II está correta.
B
Somente a sentença III está correta.
C
As sentenças I e II estão corretas.
D
As sentenças I e III estão corretas.
2A difusão atômica dos materiais ocorre a todo momento, acima do zero na escala de temperatura absoluta. Um mecanismo bastante comum é da difusão em lacunas. A respeito deste mecanismo, analise as sentenças a seguir: I- A difusão intersticial pode ocorrer tanto por autodifusão quanto por interdifusão. II- Na interdifusão intersticial ocorre a migração do átomo hospedeiro nos interstícios da rede cristalina. III- Para um átomo se mover de um interstício para o outro, é necessário haver uma lacuna na rede cristalina. Assinale a alternativa CORRETA:
A
Somente a sentença III está correta.
B
As sentenças II e III estão corretas.
C
Somente a sentença II está correta.
D
As sentenças I e II estão corretas.
3Os materiais metálicos são soluções sólidas a temperatura ambiente. Em uma mistura de Cu e Ni, onde o cobre possui raio atômico de 0,128 nm, eletronegatividade de 1,8, valência +1 estrutura cristalina CFC e o níquel possui raio atômico de 0,125 nm, eletronegatividade de 1,9, valência +1 e estrutura cristalina CFC. Com base nessas informações, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) O cobre e o níquel formam solução sólida completa a temperatura ambiente. ( ) O átomo de níquel, por ser menor que o do cobre, sempre será o soluto na solução. ( ) O átomo de Ni, por ter tamanho semelhante, atuará como impureza intersticial em uma solução de Cu. ( ) O Cu e o Ni satisfazem as quatro regras estabelecidas por Hume-Rothery. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
V - V - F - V.
B
F - F - V - F.
C
F - V - V - F.
D
V - F - F - V.
4Em 1855, o médico alemão Adolf Eugen Fick propôs o que ficariam conhecidas como as duas leis de Fick, tratando de modo matemático o fenômeno de difusão. Com base na 1ª Lei de Fick, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) Durante o regime estacionário, o gradiente de concentração na placa não se altera em função do tempo. ( ) Na primeira lei, que fala sobre o regime estacionário, o gradiente de concentração é dependente da posição. ( ) A constante de proporcionalidade D, na primeira lei, é dada em kg/s. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
V - V - F.
B
F - F - V.
C
F - V - F.
D
V - F - V.
5A representação do diagrama de fases binário utilizado em metalurgia é feito tomando-se a ordenada como temperatura e a abscissa como concentração dos dois componentes, onde um elemento varia de 0% a 100% e o outro elemento varia, de 100% a 0% no sentido da esquerda para a direita. Nesse sentido, considere o diagrama binário dos elementos estanho e chumbo (Sn-Pb) e julgue as asserções apresentadas.
I- A transformação da liga com 61,9% Sn – 38,1% Pb do ponto A para o B, na temperatura de 183 °C, é denominada reação eutética.
PORQUE
II- A transformação eutética é resultado de uma transformação de fase líquida em duas fases sólidas distintas, sendo formada por uma microestrutura laminar composta pelas fases sólidas alfa e beta.
Fonte: Adaptado de <https://www.researchgate.net/figure/Figura-327-Diagrama-de-equilibrio-de-fases-binario-do-sistema-Pb-Sn-Fonte-Adaptado-de_fig28_236526879>. Acesso em 19 set 2023.
A respeito dessas asserções, assinale a opção correta.
A
A asserção I é uma proposição verdadeira e a II é uma proposição falsa.
B
A asserção I é uma proposição falsa e a II é uma proposição verdadeira.
C
As asserções I e II são proposições verdadeiras e a II é uma justificativa da I.
D
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa da I.
6O coeficiente de difusão D sofre uma significativa influência com alteração da temperatura. Essa influência, assim como no surgimento de vacâncias se dá em uma ordem exponencial. Calcule o coeficiente de difusão para o carbono no ferro alfa a 450 °C, utilizando os dados da tabela anexa e assinale a alternativa CORRETA:
A
2,4x10^(-12) metros quadrados por segundo.
B
5,8x10^(-13) metros quadrados por segundo.
C
3,4x10^(-13) metros quadrados por segundo.
D
1,5x10^(-13) metros quadrados por segundo.
7O coeficiente de difusão D sofre uma significativa influência com alteração da temperatura. Essa influência, assim como no surgimento de vacâncias, se dá em uma ordem exponencial. Calcule o coeficiente de difusão para o Cobre no Alumínio a 550 °C, utilizando os dados da tabela abaixo e assinale a alternativa CORRETA:
A
3,4x10^(-13) metros quadrados por segundo.
B
5,8x10^(-13) metros quadrados por segundo.
C
2,4x10^(-12) metros quadrados por segundo.
D
1,5x10^(-13) metros quadrados por segundo.
8A magnitude de D apresenta taxa de difusão dos átomos, dessa forma, a espécie em difusão e o material hospedeiro irão influenciar este coeficiente de difusão. Neste contexto, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) A interdifusão de carbono no aço ocorre mais rapidamente que a autodifusão do ferro, em uma mesma temperatura. ( ) A difusão é favorecida exponencialmente pelo aumento da temperatura. ( ) O coeficiente de difusão no ferro gama é maior que no ferro alfa. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
V - V - F.
B
F - V - F.
C
V - F - V.
D
F - F - V.
9A difusão atômica dos materiais ocorre a todo momento, acima do zero na escala de temperatura absoluta. Um mecanismo bastante comum é da difusão em lacunas. A respeito deste mecanismo, analise as sentenças a seguir: I- A difusão por lacunas ocorre quando existe um interstício entre os átomos da rede cristalina. II- Na autodifusão ocorre a migração do átomo hospedeiro da rede cristalina. III- É possível deslocar impurezas pela rede cristalina, desde que haja uma lacuna para esse átomo se deslocar. Este tipo de difusão é chamado de interdifusão. Assinale a alternativa CORRETA:
A
Somente a sentença III está correta.
B
Somente a sentença II está correta.
C
As sentenças I e II estão corretas.
D
As sentenças II e III estão corretas.
10A difusão, analisada de um ponto de vista atômico, consiste basicamente do movimento dos átomos de uma posição para outra. Existem alguns mecanismos de propagação desses átomos na rede cristalina. A respeito dos mecanismos de difusão, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) Dois mecanismos que exigem o movimento simultâneo dos átomos na rede cristalina são o mecanismo do anel e de troca de lugar com átomo vizinho. ( ) Na difusão por lacunas, é necessário existir uma lacuna adjacente na rede cristalina ao átomo envolvido no processo de difusão. ( ) A difusão intersticial ocorre mais lentamente, pois necessita de mais energia para deslocar os átomos pelos interstícios da rede cristalina. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
F - F - V.
B
F - V - F.
C
V - V - F.
D
V - F - F.