MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA

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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.
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.
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.
Você acertou!
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.
5. 
Sobre a tabela periódica e sua utilização, assinale a alternativa incorreta.
Resposta correta.
A. 
O elemento cloro é menos eletronegativo que o elemento sódio.
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.
Você acertou!
A. 
0,2864 nm.
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.
3. 
Com base em seu conhecimento a respeito das principais estruturas cristalinas dos metais, assinale a alternativa INCORRETA.
Você acertou!
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.
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.
Você acertou!
D. 
CCC, CCC, CCC, CFC, CFC, HC e HC.
5. 
Utilizando o que aprendemos a respeito de materiais amorfos, assinale a alternativa incorreta.
Você acertou!
E. 
Ligas de 78% Fe-9%Si-13%B possuem estrutura cristalina, quando solidificados rapidamente e com velocidade de resfriamento superior a 108ºC/s.
Ao que se 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.
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.
3. 
Dentre as alternativas a seguir, qual reação melhor descreve a reação peritética no resfriamento?
A. 
Sólido 1 + líquido 1 = sólido 2.
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.
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.
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.
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. 
3. 
Qual dos grupos a seguir pode ser classificado como substância ferromagnética?
B.
Níquel e 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. 
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.
1. 
Imagine que uma determinada mola apresenta uma constante elástica de 85N/m. Esta mola está presa por um dos seus lados em um teto, e ao ser aplicada uma força na outra extremidade, a mesma sofre uma deformação de 3m. Desta forma, qual foi a intensidade da força exercida sobre a mola?
A. 
255 N
2. 
Quais as propriedades mecânicas dos metais e das ligas em engenharia que podem ser obtidas a partir do ensaio de tração?
D. 
Módulo de elasticidade, alongamento percentual até a fratura, tensão de escoamento a 0,2%, limite de resistência à tração ou tensão máxima, porcentagem de redução de área à fratura.
Na figura a seguir é apresentado um caso real de um ensaio à tração de uma liga de alumínio de alta resistência, de onde corpos de prova de tração com 12,7 mm de diâmetro e 51 mm de comprimento de referência foram retirados de uma chapa com 16 mm de espessura.
C. 
600 MPa.
4. 
Quando existe o aparecimento de degraus na superfície, após a deformação permanente de um material, ou seja, tracionado além do limite elástico, estamos falando de:
A. 
Bandas de deslizamento ou escorregamento de um material.
5. 
Qual o efeito que produz o escorregamento simultâneo de um número de átomos sobre outros nos cristais metálicos deformados plasticamente?
C. 
Atensão de cisalhamento.
1. 
Em um projeto de engenharia, um componente plano tem de suportar uma tensão de tração e engenharia de 300 MPa. Se, nesta aplicação, for utilizada a liga de alumínio 7178-T651, qual o comprimento máximo de uma trinca interna que este material poderia suportar? (Use Y = 1).
B. 
b) a = 3,77 mm.
Determine a taxa de fluência para o estado estacionário para a liga de cobre, cuja curva de fluência é apresentada na figura seguinte.
C. 
c) Taxa = 1,25 exp.(-6) (mm/mm/h).
3. 
Um metal submetido a uma carga ou tensão constante pode sofrer uma deformação plástica ao longo do tempo. Esta deformação ao longo do tempo é conhecida como?
D. 
d) Fluência.
4. 
Quais as características dos materiais altamente dúcteis?
A. 
a) Formam um pescoço até uma fratura pontual, exibindo uma redução de área virtualmente de 100%.
5. 
O que representa a temperatura de transição dúctil-frágil nos metais?
D. 
d) A transição dúctil-frágil está relacionada com a dependência da absorção da energia de impacto em relação à temperatura.
1. 
Assinale a alternativa que não corresponde a um Mecanismo de Aumento de Resistência de Metais:
E. 
e) Aumento do número de discordâncias via deformação elástica.
2. 
Assinale a alternativa correta com relação ao que aprendemos até agora:
B. 
b) O Encruamento é uma Técnica de Aumento de Resistência de Materiais.
Analise os dados do gráfico de comportamento do ferro e do cobre quando deformados a frio e escolha a alternativa correta: E. 
e) Os valores de dureza do Cobre quando deformado a frio em 50% são superiores aos valores de dureza quando comparados com o Cobre 38% deformado a frio.
Analise os dados do gráfico de comportamento do Ferro e do Cobre quando deformados a frio e escolha a alternativa correta com relação aos seus respectivos limites de resistência.
D. 
d) Os valores de limite de resistência do Ferro quando deformado a frio em 35% são superiores aos valores de limite de resistência quando comparados aos valores com 25% de deformação a frio.
Analise os dados do gráfico de comportamento do Ferro e do Cobre quando deformados a frio e escolha a alternativa correta com relação à ductilidade destes materiais.
A. 
a) Em ambos os materiais podemos observar através do gráfico um decréscimo da ductilidade.
Analise a figura e com base no que aprendemos a respeito do Movimento de Discordâncias e assinale a alternativa que relaciona o momento do movimento:
E. 
Rompimento e formação de novas ligações.
2. 
De acordo com o que aprendemos nesta Unidade de Aprendizagem, assinale a alternativa incorreta:
A. 
A Deformação Plástica de policristais é mais simples do que em monocristais.
Sabemos que as Discordâncias são defeitos cristalinos. Com base nesta afirmação analise a figura e responda:
A. 
De acordo com a imagem, trata-se de uma Discordância de Aresta.
Sabemos que as Discordâncias são defeitos cristalinos. Com base nesta afirmação analise a figura e responda: 
B. 
De acordo com a análise feita da imagem, trata-se de uma Discordância do tipo Hélice.
Sabemos que as Discordâncias são defeitos cristalinos. Com base nesta afirmação analise a figura e responda: 
D. 
Trata-se de uma Discordância do tipo Mista.
1. 
Uma chapa de latão com 85% Cu–15% Zn, de 1mm de espessura, que foi laminada a frio com 50% de redução sofre por recozimento a 400°C durante 1h. Analise o gráfico do resultado do ensaio de tração e selecione a alternativa que esteja relacionada ao comportamento do material com relação ao processo de recozimento.
A. 
Um tratamento de recozimento de um material deformado a frio reduz fortemente o limite de resistência à tração.
2. 
As seguintes generalizações podem ser feitas quanto ao processo de recristalização, exceto uma: assinale a alternativa incorreta.
C. 
Quanto menor for o tamanho de grão inicial maior será a deformação necessária para produzir, em determinada temperatura, uma quantidade de recristalização equivalente.
3. 
Assinale a alternativa correta com a relação ao conteúdo que estudamos nessa unidade:
E. 
No processo de tratamento de recozimento é possível diminuir a dureza do material.
4. 
a) Acompanhe um gráfico com informações a repeito do processo de recristalização do Ferro e assinale a alternativa INCORRETA:
A. 
A temperatura de recristalização não varia em função do % de trabalho a frio.
5. 
Baseado no conteúdo que aprendemos nessa unidade, selecione a alternativa correta.
E. 
Em geral, quanto maior o tamanho de grão mais mole é o material e menor é sua resistência.
1. 
A máxima resistência alcançada na curva de tensão-deformação de engenharia é definida como:
A. 
limite de resistência à tração (LRT).
2. 
No caso de sólidos cristalinos, a deformação plástica ocorre segundo um processo denominado: 
B. 
deslizamento (também conhecido como escorregamento).
Os resultados obtidos mediante o ensaio de tração são “plotados” (fornecidos pela própria máquina de ensaio) em um gráfico chamado tensão x deformação (σ x ​​​​​​​ε). Na figura a seguir, o ponto C representa: 
C. 
o limite de ruptura.
4. 
Qual das alternativas a seguir está correta em relação a exemplos de materiais que sofrem deformação plástica?
E. 
O ferro, por ser um material dúctil, sofre deformação plástica.
Analisando a figura a seguir, pode-se dizer que ela representa a curva tensão-deformação de que tipo de material? Qual é o tipo de deformação sofrida?​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​ 
D. 
Cerâmica; deformação elástica.
1. 
Escolha a alternativa que justifique por que a difusão intersticial é mais rápida do que a difusão por lacunas.
A. 
a) Os átomos intersticiais possuem maior mobilidade.
2. 
Utilize o conceito de DIFUSÃO EM ESTADO ESTACIONÁRIO para resolver a questão a seguir. Uma placa de ferro é exposta a uma atmosfera rica em carbono por um desses seus lados e a uma atmosfera deficiente em carbono pelo outro lado a 700ºC. Se uma condição de estado estacionário é atingida, calcule o fluxo difusivo do carbono através da placa, conhecendo as concentrações do Carbono "Ca e Cb", respectivamente nas posições 5 e a 10 mm seguintes à superfície carbonetante.  Dados:
Ca = 1,2 kg/m3
Cb = 0,8 kg/m3
D = 3 x 10-11 m2/s
C. 
c) 2,4 x 10-9kg/m2s.
3. 
Calcule o valor do coeficiente de difusão D, em m2/s, do carbono no Feγ (CFC), a 950°C. Dados: D0 = 2,0 x 10-5 m2/s Q = 142 kJ/mol.
B. 
b) 1,73 x 10-11m2/s.
4. 
Assinale a alternativa correta:
E. 
e) Autodifusão é o processo de difusão dos metais puros.
5. 
Assinale a alternativa CORRETA e utilize seus conhecimentos a respeito dos dois mecanismos de difusão existentes.
B. 
b) A primeira Lei de Fick estabelece que difusão e gradiente de concentração são inversamente proporcionais.
1. 
Quando os átomos ou íons de um material formam uma grade regular, repetitiva e tridimensional, sendo composto de várias pequenas regiões com diferentes orientações espaciais, qual é o nome do arranjo atômico? 
A. 
Material policristalino.
2. 
Policristal ou agregado policristalino é um sólido constituído de uma infinidade de cristais, denominados grãos ou cristalitos, com orientações e dimensões aleatórias, fortemente unidos entre si, que preenchem todo o volume do sólido. Quase todos os metais comuns e muitas cerâmicas são policristalinas.
​​​​​​​Entre as alternativas a seguir, qual apresenta um exemplo de material com estrutura policristalina?
B. 
Chapas laminadas de aço.
3. 
Em um ensaio de tração, um corpo de prova ou provete é submetido a um esforço que tende a alongá-lo ou esticá-lo até a ruptura. O ensaio de tração tem por finalidade determinar:
B. 
o limite de resistência à tração e o alongamento do corpo ensaiado.
Considere as curvas tensão de engenharia versus deformação de engenharia para três materiais (A, B e C). Entre as alternativas a seguir, qual está correta?
C. 
O material A apresenta maior limite de escoamento do que B ou C.
5. 
Durante o aquecimento de um material metálico deformado a frio em uma temperatura suficientemente elevada, são nucleados novos grãos na estrutura metálica recuperada, os quais começam a crescer, originandouma estrutura recristalizada. Sobre os diferentes fatores que interferem nessa recristalização, qual é a alternativa correta?
A. 
· Se o trabalho a frio prévio é zero, haverá energia de ativação para a recristalização e ficam mantidos os grão originais.
1. 
 Considerando a energia para formação de uma lacuna de 0,9 eV/átomo, peso atômico de 63,5 g/mol e massa específica de 8,4 g/cm³, calcule o número de lacunas em equilíbrio, por metro cúbico de cobre à 1000 ºC:
D. 
2,2 x 10 25 lacunas/m³.
2. 
Se existem 80 grãos por polegada quadrada em uma fotomicrografia de um metal obtida com uma ampliação de 200 vezes, qual é o número ASTM de tamanho de grão do metal?
B. 
O número ASTM é 9,3.
3. 
Os defeitos em sólidos, também conhecidos como imperfeições, são classificados em diferentes tipos. Assinale a alternativa correta em relação aos defeitos pontuais:
A. 
O defeito pontual mais simples é a lacuna, que corresponde a uma posição atômica na qual falta um átomo.
4. 
Em relação às imperfeições, assinale a alternativa correta:
A. 
O defeito pode ser definido como sendo uma imperfeição ou um "erro" no arranjo periódico regular dos átomos em um cristal.
5. 
"Material constituído de uma infinidade de cristais, denominados grãos ou cristalitos, com orientações e dimensões aleatórias, fortemente unidos entre si, que preenchem todo o volume do sólido". Essa definição refere-se a qual alternativa?
B. 
Um policristal.
1. 
Assinale a alternativa incorreta de acordo com o conteúdo que aprendemos ao longo dessa unidade.
C. 
Na fratura a temperatura é considerada alta quando comparada à temperatura de fusão do material.
2. 
Analise a figura e escolha a alternativa que corresponda à resposta correta
D. 
d) Trata-se de uma fratura dúctil, que possui a característica de apresentar uma grande deformação plástica antes de romper.
3. 
Faça uma análise da figura em anexo e assinale a alternativa correta
C. 
c) Trata-se de uma fratura do tipo frágil, devido a superfície da fratura ser relativamente plana.
4. 
Calcule o comprimento máximo de um defeito de superfície que seria aceitável na condição de que o material não se rompa. Admita que temos uma placa de vidro que foi submetida a uma tensão de 50 MPa, sendo que sua energia de superfície é de 0,5 J/m² e seu E = 70GPa.
B. 
b) 8,91μm.
Em um projeto para a indústria marítima, um componente plano deve suportar uma tensão de tração de 200 MPa. Se nessa aplicação utilizarmos a liga de alumínio 7178-T651, qual seria o comprimento máximo de uma trinca interna que este material suportaria? Considere Y=1; Utilize a tabela e a fórmula em anexo para te ajudar a responder esse exercício
C. 
c) 8,484mm.