PCM- Resolução-V2-4feira

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SOCIEDADE UNIVERSITÁRIA REDENTOR 
FACULDADE REDENTOR 
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA 
Aluno(a): 
 
 
Turma: 
5º Período 
 
Engenharia .......................... 
Professor: 
Valtency Ferreira Guimarães 
Data: 
 
 
Nota: 
 
 Disciplina: 
V2 – Princípio das Ciências dos Materiais 
 
1ª Questão. (2,0 PONTOS) Leia atentamente as afirmativas que compõem esta questão e coloque no quadro a letra (A, B, C ou D) 
correspondente. São duas afirmativas por item. Cada item tem como resposta uma das opções indicadas abaixo: 
(A) Se as duas afirmativas estão corretas! 
(B) Se as duas afirmativas estão erradas! 
(C) Se somente a afirmativa i) está correta! 
(D) Se somente a afirmativa ii) está correta! 
 TABELA DE RESPOSTAS DA QUESTÃO 1 
ITEM I II III IV V VI 
RESPOSTA C D A C D B 
 
ITEM I. Os tratamentos térmicos superficiais dos aços visam seu endurecimento, aumentando a resistência ao desgaste pela 
modificação parcial de sua composição química a alta temperatura, realizando ou não uma têmpera posterior. Sobre esses tipos de 
tratamentos térmicos é correto afirmar que: 
 
i) A nitretação pode ser feita em atmosferas ricas com o gás nitrogênio. 
ii) A carbonitretação ocorre na faixa da temperatura austenítica. 
 
ITEM II. Ligas metálicas são uniões de dois ou mais metais, podendo ainda incluir semimetais ou não metais, mas sempre com 
predominância dos elementos metálicos. As ligas metálicas apresentam características diferentes dos metais puros e por isso podem 
ser utilizadas com maior vantagem em relação ao metal puro. As ligas de cobre e cromo, por exemplo, são usadas em resistências 
elétricas como a de chuveiro porque ocorre a diminuição da condutividade elétrica, em outras ligas ocorre o aumento da resistência 
mecânica, a resistência a corrosão, a ductibilidade etc. Sobre as ligas metálicas pode-se afirmar: 
i) O resfriamento (solidificação) de uma liga metálica qualquer será igual à solidificação de ferros fundidos nodulares 
eutetoides. 
ii) As ligas de cobre não são tratáveis termicamente. Nelas, a melhora das propriedades mecânicas deve ser obtida por 
trabalho a frio ou sólida. 
 
ITEM III. A solidificação é um fenômeno de grande importância científica e tecnológica. Ela se caracteriza por ser uma transição do 
estado sólido para o líquido. Todas as transições são caracterizadas por mudanças bruscas nas propriedades dos materiais. Com 
relação à solidificação de metais: 
 
i) O controle, da homogeneidade, do tamanho e forma do grão e da integridade do material solidificado pode ser feito 
pelo controle das velocidades de nucleação e de crescimento de fases. 
ii) O primeiro material que se solidifica, junto à parede do molde, apresenta granulação fina e os grãos têm orientações 
cristalográficas aleatórias. Esta região é denominada zona coquilhada. 
 
ITEM IV. 
i) A microestrutura dos ferros fundidos pode apresentar parte do carbono sob a forma de grafita ou a de cementita 
(Fe3C). Em ambas as formas, os ferros fundidos apresentam ductilidade insuficiente para operações de conformação 
mecânica. 
ii) Uma característica relevante nos ferros fundidos é a sua relativa dificuldade de fusão quando comparado aos aços 
com baixo teor de carbono. 
 
ITEM V. Em relação aos ensaios não destrutivos (END), analise as afirmativas a seguir. 
I – O ensaio visual é o primeiro ensaio não destrutivo aplicado em qualquer peça e, frequentemente, está associado a outros ensaios. 
II – O ensaio por líquido penetrante permite avaliar a existência de descontinuidades superficiais e subsuperficiais através da utilização 
de um líquido de cor avermelhada e uma técnica relativamente simples. 
III – O ensaio por corrente parasita detecta descontinuidades internas em materiais, baseando-se no fenômeno de reflexão de ondas 
acústicas quando encontram obstáculos à sua propagação, dentro do material. 
 
i) São corretas apenas as afirmativas I e III. 
ii) Ao contrário dos ensaios por radiações penetrantes, o END por ultrassom não requer planos especiais de segurança 
ou quaisquer acessórios para sua aplicação, porém requer grande conhecimento teórico e experiência por parte do 
inspetor. 
ITEM VI. 
i) Os fatores que influenciam nos tratamentos térmicos dos metais são a composição química e o tempo de 
resfriamento. 
ii) O tratamento térmico de têmpera de um aço objetiva reduzir suas propriedades mecânicas como resistência e 
dureza. 
 
2ª Questão. PETROBRÁS-2010 (0,5 PONTO) A inspeção de peças com eventuais descontinuidades superficiais e/ou 
subsuperficiais, por meio do ensaio com partículas magnéticas, é relativamente simples e rápida. Além dessas vantagens para a 
inspeção, destaca-se, também, como característica desse ensaio, o fato de o(a) (A) tamanho e a forma da peça inspecionada 
apresentarem grande influência nos resultados. 
(B) aquecimento das peças examinadas não ser perceptível, uma vez que, em geral, são utilizadas baixas correntes elétricas. 
(C) ensaio fornecer melhores resultados quando aplicado em peças de material diamagnético (permeabilidade magnética inferior a 
1), como a prata, o zinco e o chumbo. 
(D) forma e a orientação da descontinuidade em relação ao campo magnético interferirem fortemente no resultado do ensaio. 
(E) desmagnetização da peça ser quase sempre desnecessária após o ensaio. 
Questão III. ENADE-2005-adaptada (0,5 PONTO) Os aços inoxidáveis ferríticos e austeníticos não permitem o endurecimento 
por meio de têmpera. 
PORQUE 
Nos aços inoxidáveis ferríticos, independentemente da velocidade de resfriamento, a estrutura é sempre perlítica e, nos aços 
inoxidáveis austeníticos, a presença do carbono como elemento de liga estabiliza a austenita. 
Analisando essas afirmações, conclui-se que 
(A) as duas afirmações são verdadeiras e a segunda justifica a primeira. 
(B) as duas afirmações são verdadeiras e a segunda não justifica a primeira. 
(C) a primeira afirmação é verdadeira e a segunda é falsa. 
(D) a primeira afirmação é falsa e a segunda é verdadeira. 
(E) as duas afirmações são falsas. 
 
OBSERVAÇÃO: Para as questões que se seguem, os alunos cujos nomes iniciam com as letras A até J 
devem desenvolver as questões pares. Os alunos cujos nomes iniciam-se com as letras K até Z 
devem desenvolver as questões ímpares. Cada questão tem valor 2,0 (dois) pontos. 
Questão 1. Faça uma breve discussão sobre as características e principais diferenças entre aços com diferentes teores de carbono 
(os chamados aços baixo carbono, aços médio carbono e aços alto carbono). 
Baixo carbono: Estrutura é usualmente ferrítica e perlítica. São fáceis de conformar e soldar. Possui baixa resistência e dureza, 
além de alta tenacidade e ductilidade. Geralmente, este tipo de aço não é tratado termicamente. 
Médio carbono: Apresentam a melhor combinação de tenacidade e ductilidade e resistência mecânica e dureza. São os aços mais 
comuns, tendo inúmeras aplicações em construção. Possui maior resistência e dureza e menor tenacidade e ductilidade do que o 
baixo carbono. Apresentam quantidade de carbono suficiente para receber tratamento térmico de têmpera e revenimento, embora o 
tratamento, para ser efetivo, exija taxas de resfriamento elevadas e em seções finas. 
Alto carbono: Estrutura é usualmente cementítica e perlítica. Possui elevada resistência e dureza; baixa tenacidade e ductilidade. 
Questão 2. Faça uma breve discussão sobre as principais características dos aços carbono e dos ferros fundidos. 
Os Aços apresentam dureza em função da concentração de carbono; sua ductilidade diminui com o teor de Carbono e sua 
resistência aumenta com o teor de Carbono; São os mais usados e de mais baixo custo. 
Os ferros fundidos são ligas Fe-C com concentração acima de 2,1 wt% C (tipicamente entre 3 e 4,5 %). Nesta faixa de 
concentrações, a temperatura de fusão é substancialmente mais baixa do que a dos aços; o que facilita o processo de fundição e 
moldagem. Suas propriedadesmudam radicalmente em função da concentração de "C" e outras impurezas (Si, Mg, Ce) e do 
tratamento térmico. 
Questão 3. Os Tratamentos Térmicos consistem em alterar as microestruturas das ligas metálicas e como consequência as 
propriedades mecânicas como o aumento ou diminuição da dureza, aumento da resistência mecânica, melhora da ductilidade, 
melhora da usinabilidade, melhora da resistência ao desgaste, melhora da resistência à corrosão, melhora da resistência ao calor, 
melhora das propriedades elétricas e magnéticas, entre outras propriedades mecânicas. 
Um estudante de Engenharia fez a seguinte afirmativa sobre o tratamento térmico de Normalização: “É um tipo de tratamento 
semelhante à têmpera que visa refinar, uniformizar e diminuir o tamanho de grão e permite a obtenção de um estado próximo do 
equilíbrio termodinâmico provocando a formação de estruturas de ferrita + carbonetos, depois da passagem por um estado total ou 
parcialmente austenítico!” 
Você concorda com o estudante? Discuta a afirmativa feita por ele. 
 
Errado! Não é semelhante à têmpera e as estruturas que se formam são: ferrita e perlita para aços com menos de 0,8% de “C”, 
somente perlita para aços com 0,8% de “C”, e perlita e cementita (Fe3C) para aços com mais de 0,8% de “C”. 
 
Questão 4. Os Tratamentos Térmicos consistem em alterar as microestruturas das ligas metálicas e como consequência as 
propriedades mecânicas como o aumento ou diminuição da dureza, aumento da resistência mecânica, melhora da ductilidade, 
melhora da usinabilidade, melhora da resistência ao desgaste, melhora da resistência à corrosão, melhora da resistência ao calor, 
melhora das propriedades elétricas e magnéticas, entre outras propriedades mecânicas. 
Um estudante de Engenharia fez a seguinte afirmativa sobre o tratamento térmico de Normalização: “É um tipo de tratamento que 
visa elevar e uniformizar o tamanho de grão, e permite a obtenção de um estado próximo do equilíbrio termodinâmico. O 
aquecimento se dá na região da austenita, entre 800 e 950 ºC. Provoca a formação de estruturas de ferrita + carbonetos, depois da 
passagem por um estado total ou parcialmente austenítico!” 
Você concorda com o estudante? Discuta a afirmativa feita por ele. 
Errado! Visa refinar, uniformizar e diminuir o tamanho de grão. A estrutura que se forma: ferrita e perlita para aços com menos de 
0,8% de “C”, somente perlita para aços com 0,8% de “C”, e perlita e cementita (Fe3C) para aços com mais de 0,8% de “C”. 
 
Questão 5. A Solidificação é um fenômeno universal de grande importância científica e tecnológica. A solidificação é uma 
transição de estado, de líquido para sólido; todas as transições são caracterizadas por mudanças bruscas nas propriedades dos 
materiais. Com relação à solidificação, faça um comentário sobre a zona coquilhada e a zona colunar que se formam durante a 
solidificação de metais colocados em um molde. 
À medida que o líquido se solidifica, o calor é liberado, conduzido para fora, através das paredes do molde, sendo o fluxo de calor 
sempre perpendicular à superfície das paredes. O primeiro material a solidificar-se, junto à parede do molde, tem granulação fina e 
os grãos têm orientações cristalográficas aleatórias (ao acaso). Esta região é denominada zona coquilhada. 
O material do interior do lingote resfria-se mais lentamente e a solidificação ocorre em temperatura mais alta. Os grãos próximos à 
superfície crescem para dentro na direção contrária do fluxo de calor, que flui para fora. Os cristais se tornam maiores que os da 
zona coquilhada, e alongados, com os comprimentos maiores paralelos à direção do fluxo de calor (normais às paredes do molde). 
Esta região é denominada zona colunar. 
 
Questão 6. A Solidificação é um fenômeno universal de grande importância científica e tecnológica. A solidificação é uma 
transição de estado, de líquido para sólido; todas as transições são caracterizadas por mudanças bruscas nas propriedades dos 
materiais. 
Com relação à solidificação, foi apresentado em sala de aula uma figura como a mostrada abaixo que ilustra de forma qualitativa a 
influência da temperatura na solidificação para uma liga metálica qualquer. 
 
Nesta figura é possível perceber as etapas de recuperação, recristalização e crescimento de grão, devidamente discutidos em sala. 
Faça um comentário sobre a etapa de 'crescimento de grão'. 
O crescimento de grão é o processo pelo qual o tamanho médio de grão aumenta continuamente durante o tratamento térmico. Os 
grãos livres de deformação continuarão a crescer, se o material é deixado a uma temperatura elevada. Este crescimento não precisa 
 
 
 
ser precedido por processos de recuperação e recristalização. 
 
Questão 7. Os END são técnicas utilizadas na inspeção de materiais e equipamentos sem danificá-los, sendo executados nas etapas 
de fabricação, construção, montagem e manutenção. Constituem uma das principais ferramentas do controle da qualidade de 
materiais e produtos, contribuindo para garantir a qualidade, reduzir os custos e aumentar a confiabilidade da inspeção. Comente 
em poucas palavras as técnicas de END por Líquido Penetrante e por Partículas Magnéticas. 
O ensaio por Líquidos Penetrantes é considerado um dos melhores métodos para a detecção de descontinuidades superficiais de 
materiais isentos de porosidade. Descontinuidades em materiais fundidos, trinca de tensão provocada por processos de têmpera ou 
revenimento, descontinuidades de fabricação ou de processo tais como trincas, costuras, trincas provocadas pela usinagem, podem 
ser facilmente detectadas pelo método de Líquido Penetrante. 
O ensaio por partículas magnéticas é usado para detectar descontinuidades superficiais e subsuperficiais em materiais 
ferromagnéticos. O método está baseado na geração de um campo magnético que percorre toda a superfície do material. As linhas 
magnéticas do fluxo induzido no material desviam-se de sua trajetória ao encontrar uma descontinuidade superficial ou 
subsuperficial, criando assim uma região com polaridade magnética, altamente atrativa a partículas. 
Questão 8. Os END são técnicas utilizadas na inspeção de materiais e equipamentos sem danificá-los, sendo executados nas etapas 
de fabricação, construção, montagem e manutenção. Constituem uma das principais ferramentas do controle da qualidade de 
materiais e produtos, contribuindo para garantir a qualidade, reduzir os custos e aumentar a confiabilidade da inspeção. Diferencie 
em poucas palavras as técnicas de END por Ultrassom e por Raios X. 
A análise por Ultrassom detecta descontinuidades internas em materiais, baseando-se no fenômeno de reflexão de ondas acústicas 
quando encontram obstáculos à sua propagação, dentro do material, enquanto o END por Raios X é uma técnica convencional via 
filme radiográfico, com gerador de Raios X por âmpola de metal/cerâmica, em que um filme mostra a imagem de uma posição de 
teste e suas respectivas descontinuidades internas, e está baseado na mudança da atenuação dos Raios X causada pela presença de 
descontinuidades internas, quando esta passar pelo material e deixar sua imagem gravada em um filme, sensor radiográfico ou em 
um intensificador de imagem.