Tema 5 - Fratura por corrosão e por ação do hidrogênio Exercício

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Questões
Exercicio
Fratura Por Corrosão e Por Ação Do Hidrogênio
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1 Marcar para revisão
A fratura representa entre 50 % a 90% das falhas na engenharia.
Muitas vezes mais de uma razão determina a falha. Dentre as várias
modalidades de falha possíveis para uma estrutura ou componente
mecânico, encontra-se a fratura, sendo a corrosão sob tensão �CST�
ou stress - corrosion cracking �S.C.C.) uma categoria de fratura. Para
sua ocorrência, essa modalidade de fratura depende que três fatores
estejam presentes. Em que opção estão corretamente listados os três
requisitos?
Ambiente corrosivo, corrente de fuga e tensão cíclica
Ambiente corrosivo, corrente de fuga e tensão trativa
Ambiente corrosivo, material suscetível e tensão cíclica
Ambiente corrosivo, material suscetível e tensão trativa 
Aeração diferencial, corrente de fuga e tensão cíclica
Questão não respondida
Opa! A alternativa correta é a letra D Confira o gabarito comentado!
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A
B
C
D
E
Opa! A alternativa correta é a letra D. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
Uma das modalidades da corrosão assistida pelo ambiente é a
corrosão sob tensão �CST�. Nesse caso os seguintes fatores
devem coexistir: um material suscetível, um ambiente corrosivo e
ação mecânica trativa.
2 Marcar para revisão
Na engenharia as falhas decorrentes de fraturas respondem por bem
mais da metade das falhas que inutilizam um componente ou estrutura.
Assim, é importante que futuros engenheiros possam conhecer os
mecanismos e as técnicas de controle dessas fraturas. De maneira
simplória, a fratura assistida pelo ambiente, decorre da presença de
componente de material suscetível, em um ambiente agressivo
(moderadamente) sob a ação mecânica (externa ou interna - tensões
residuais). A seguir tem-se opções com algumas falhas. Em qual delas
temos apenas fraturas assistidas pelo ambiente:
A corrosão sob tensão �CST�; A fragilização por hidrogênio; A
fratura assistida por radiação
A corrosão sob tensão �CST�; A fratura por fadiga; A fratura
assistida por radiação
A corrosão sob tensão �CST�; A fratura por fadiga; A
fragilização por metal líquido
A fratura por fluência; a fragilização por metal líquido e a
fratura intergranular
A fratura por fluência; a fragilização por hidrogênio e a fratura
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E
taça - cone
Questão não respondida
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Gabarito Comentado
A fratura assistida pelo ambiente ocorre em um componente com
material suscetível ao fenômeno, a presença de um meio corrosivo
e ação de um carregamento (externo ou interno). As principais
modalidades são a corrosão sob tensão �CST�, a fragilização pelo
hidrogênio, a fragilização por metal líquido, a radiação por nêutrons
e fratura por fluência. A fratura por fadiga é devido ao
carregamento, sem a participação do meio corrosivo. Fratura
intergranular é frágil e a trinca percorre os contornos do grão
enquanto a ''taça-cone'' é dúctil. Portanto a opção correta é a '' A
corrosão sob tensão �CST�; A fragilização por hidrogênio; A fratura
assistida por radiação''.
3 Marcar para revisão
É importante que futuros engenheiros possam conhecer os
mecanismos e as técnicas de controle fraturas. Na engenharia as
falhas decorrentes de fraturas respondem por bem mais da metade
das falhas que inutilizam um componente ou estrutura. A seguir são
apresentados dois gráficos tensão versus tempo, oriundos de ensaios
de fadiga de um mesmo material metálico.
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A
B
C
D
E
Avaliando as imagens anteriores são feitas as seguintes afirmativas:
Na primeira situação o material apresenta limite de resistência à fadiga
em um ambiente com corrosão desprezível enquanto, no segundo
gráfico a ausência do limite pode ser pelo ambiente corrosivo.
Na primeira situação o material apresenta limite de resistência à fadiga
em um ambiente com corrosão desprezível enquanto, no segundo
gráfico a ausência do limite pode ser em decorrência da mudança da
frequência do carregamento.
Os dois gráficos referem-se ao fenômeno da fadiga, mas não há causa
física que os relacione. Uma possibilidade é que o ensaio da segunda
curva tenha sido realizado em outra máquina.
São corretas:
I
II
 I e II
I e III
II e III
Questão não respondida
Opa! A alternativa correta é a letra A. Confira o gabarito comentado!
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A
B
C
Gabarito Comentado
Na curva tensão versus tempo de ruptura em fadiga há a
possibilidade da formação de um patamar horizontal,
correspondente ao limite de resistência à fadiga. Da situação 1
para a situação 2, esse limite deixa de existir. A possível mudança
na forma da curva está associada ao meio corrosivo.
4 Marcar para revisão
A fratura representa entre 50 % a 90% das falhas na engenharia.
Muitas vezes mais de uma razão determina a falha. Em relação à
fratura por corrosão sob tensão �CST�, algumas técnicas são utilizadas
para a prevenção ou, ao menos, a mitigação do fenômeno. A respeito
desse tema, são feitas as seguintes afirmações:
I. Como ocorre no fenômeno da fadiga, existem algumas ligas
metálicas que não são acometidas pela corrosão sob tensão �CST�,
quando submetidas a tensão abaixo de um determinado valor.
II. O fenômeno da CST ocorre por ação de tensão, seja por
carregamento externo ou por tensões residuais. Essas últimas podem
ser eliminadas por meio de tratamento térmico, como o de
recozimento.
III. Apesar de envolver um processo corrosivo, não é possível evitar a
CST por meio de inibidores, como acontece, em geral, nas corrosões.
Uma alternativa é a introdução de tensões compressivas na superfície
por jateamento.
Após a análise das afirmações, estão corretas:
I
II
III
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D
E
I e II
II e III
Questão não respondida
Opa! A alternativa correta é a letra D. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
Assim como para o fenômeno da fadiga, em que algumas ligas
metálicas apresentam um limite de resistência à fadiga, ou seja,
abaixo de tal valor o fenômeno não ocorre, similarmente ocorre
para a corrosão sob tensão �CST�. A corrosão sob tensão pode ter
a solicitação mecânica externa ou em decorrência de tensões
residuais que pelo tratamento térmico de recozimento podem ser
aliviadas. Há a possibilidade de uso de inibidores no meio
corrosivo, diminuindo sua agressividade.
5 Marcar para revisão
É importante que futuros engenheiros possam conhecer os
mecanismos e as técnicas de controle de fraturas. Na engenharia, as
falhas decorrentes de fraturas respondem por bem mais da metade
das falhas que inutilizam um componenteou estrutura. Muitos
componentes mecânicos estão sujeitos a esforços cíclicos, como os
eixos, as molas dos motores, etc. Dessa forma, estão em condições de
fadiga que podem levá-los à fratura. Sobre o fenômeno da fadiga são
feitas as seguintes afirmativas: I. O limite de resistência à fadiga de um
material metálico é determinado em um diagrama tensão versus
número de ciclos - curva de Wöhler. II. A nucleação de trincas, no
fenômeno da fadiga, deve-se à existência de descontinuidades
superficiais em que a tensão localizada se torna muito alta. III. Em
l t i i b di õ d f di f t t õ
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A
B
C
D
E
geral, os materiais sob condições de fadiga fraturam com tensões
cíclicas ligeiramente superiores à tensão de escoamento. São corretas:
I
II
II e III
I e III
I e II
Questão não respondida
Opa! A alternativa correta é a letra E. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
O ensaio de fadiga apresenta como resultado a curva de Wöhler
que relaciona tensão com tempo para ruptura. Quando existe um
patamar horizontal, diz-se que o material apresenta um limite de
resistência à fadiga. A presença de concentradores de tensão,
como descontinuidades na superfície de um material favorecem a
primeira etapa da fadiga, a nucleação de trincas. Na fadiga, os
materiais fraturam a níveis de tensão menores que a tensão de
escoamento do ensaio de tração uniaxial.
6 Marcar para revisão
�CESGRANRIO � 2012 � Adaptada). É importante que futuros
engenheiros possam conhecer os mecanismos e as técnicas de
controle fraturas. Na engenharia as falhas decorrentes de fraturas
respondem por bem mais da metade das falhas que inutilizam um
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A
B
C
D
E
respondem por bem mais da metade das falhas que inutilizam um
componente ou estrutura. A fragilização por hidrogênio resulta da
presença e difusão do hidrogênio para dentro de um aço. A respeito do
processo de fragilização pelo hidrogênio e sua prevenção, considere
as afirmativas abaixo.
 I. Soldas com a presença de umidade favorecem a fragilização pelo
hidrogênio.
II. Processos de eletrodeposição com evolução de hidrogênio podem
causar a fragilização de um aço.
III. A fragilização de um aço por hidrogênio pode normalmente ser
revertida por um tratamento térmico adequado.
Está correto o que se afirma em:
I
II
I e III
II e III
I, II e III
Questão não respondida
Opa! A alternativa correta é a letra E. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
Quando o processo de soldagem não apresenta o cuidado de
eliminar ou diminuir a fonte de hidrogênio atômico, matérias
suscetíveis poderão ser fragilizados pelo hidrogênio. É o caso da
presença de umidade. De maneira similar, ocorre na
eletrodeposição. O tratamento denominado de cozimento, que
envolve temperatura, é utilizado para expurgar o hidrogênio do
interior do material
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A
B
C
D
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7 Marcar para revisão
Uma maneira em que componentes mecânico metálicos pode ser
danificado é por ação do hidrogênio. A ação do hidrogênio atômico
promove alterações nas propriedades mecânicas do material que
falham por fratura frágil. A respeito dessa maneira de fratura que
acomete os metais mecânicos são feitas algumas afirmações. 
I. Em regra, a fragilização de ligas metálicas pelo hidrogênio atômico
�H� ocorre pela difusão do H que ocupa um vazio substitucional,
podendo levar até a fratura da peça. A fragilização por hidrogênio
reduz a ductilidade da liga metálica. II. Uma liga metálica pode ser
acometida pelo fenômeno da fragilização por hidrogênio, podendo
ocorrer durante as etapas de processamento da liga ou durante a
utilização da peça terminada em virtude, por exemplo, da soldagem III.
Na fragilização por hidrogênio, a presença do H promove pequenas
trincas conhecidas como ''flocos'' e a fratura pode ocorrer de
transgranular (pelo ''meio'' dos grãos) ou intergranular (pelos
contornos de grão), sendo o primeiro tipo de fratura bem mais comum.
A partir da leitura das afirmações é correto afirmar que:
I
II
III
I e III
II e III
Questão não respondida
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A
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C
D
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Opa! A alternativa correta é a letra E. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
A fragilização por hidrogênio ocorre por difusão intersticial e não
substitucional, diminuindo a ductilidade do material. Essa
fragilização pode ocorrer na etapa de produção do componente ou
durante sua vida útil. A decapagem e a soldagem devem ser feitos
com cuidados extras. O percurso percorrido pela trinca, na
fragilização por hidrogênio, pode ser intergranular, transgranular
ou um misto desses.
8 Marcar para revisão
A fratura representa entre 50 % a 90% das falhas na engenharia.
Muitas vezes mais de uma razão determina a falha. Dois tipos de
fraturas em que a corrosão se encontra associada a solicitações
mecânicas são muito comuns nos componentes e nas estruturas
metálicas da engenharia. A fratura por corrosão sob fadiga e a
corrosão sob tensão �CST�. Nessas fraturas, o componente está
submetido, respectivamente, a esforços mecânicos
Cíclicos - cíclicos
Constantes - constantes
Cíclicos - constantes
Constantes - cíclicos
Crescentes - decrescentes
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A
B
C
D
E
Questão não respondida
Opa! A alternativa correta é a letra C. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
A fadiga é caracterizada por carregamento externos cíclicos.
Quando a corrosão está presente, ocorre a corrosão sob fadiga,
mas com carregamento mecânico cíclico. Na corrosão sob tensão,
existe o ambiente corrosivo e a ação mecânica trativa constante
9 Marcar para revisão
Na engenharia as falhas decorrentes de fraturas respondem por bem
mais da metade das falhas que inutilizam um componente ou estrutura.
Muitas ligas metálicas são suscetíveis à fragilização ao hidrogênio que
ocorre, em suma, pela penetração do hidrogênio atômico em vazios
intersticiais. A opção que apresenta um defeito promovido pelo
hidrogênio, caracterizados pelo surgimento de bolhas na superfície do
componente metálico é:
Embarrilhamento
Empolamento
Escoamento não nítido
Bandas de Lüders
Decoesão granular
Questão não respondida
Opa! A alternativa correta é a letra B. Confira o gabarito comentado!
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A
B
C
D
E
Gabarito Comentado
A fragilização pelo hidrogênio é uma das modalidades da fratura
assistida pelo ambiente. O hidrogênio pode fragilizar um metal ou
uma liga metálica por meio de difusão do hidrogênio, causando
bolhas em sua superfície. É o denominado empolamento.
Embarrilhamento acontece com corpos de prova dúcteis no ensaio
de compressão. A decoesão granular é devido à fratura frágil.
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10 Marcar para revisão
É importante que futuros engenheiros possam conhecer os
mecanismos e as técnicas de controle de fraturas. Um dos modos de
fratura assistida pelo ambiente é que a sua presença pode ser, num
primeiro momento, favorável pelo aumento de discordâncias, o que
eleva o encruamento e, consequentemente,a resistência mecânica do
componente. Contudo, a redução da tenacidade pode levar à fratura
do componente. A fratura assistida descrita é a:
Corrosão sob tensão �CST�
Corrosão sob fadiga
Fragilização pelo hidrogênio
Fragilização por metais líquidos
Fragilização por radiação de nêutrons
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Questão não respondida
Opa! A alternativa correta é a letra E. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
O bombardeamento de um componente por nêutrons é uma
maneira de aumentar a resistência mecânica pelo encruamento.
Contudo, a tenacidade decresce o que para várias situações não é
aplicável, uma vez que o material fica com elevada dureza e sujeito
a fraturas frágeis catastróficas.