Teste 02 - CTM

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Teste 2 – Ciência e Tecnologia dos Materiais 
 
1 – A figura a seguir representa o diagrama de tensão σ versus deformação ε para diferentes 
materiais poliméricos. 
 
 
 
Assinale a opção que apresenta, respectivamente, o módulo de elasticidade e o nível de 
deformação de uma das curvas do diagrama apresentado. (0,5) 
 
a) Curva I – alto e grande. 
b) Curva II – baixo e grande. 
c) Curva III – baixo e pequeno. 
d) Curva IV – alto e grande. 
e) Curva V – baixo e pequeno. 
 
2 – Uma empresa produz componentes para a indústria de construção mecânica. Um dos produtos, 
o eixo de transmissão do redutor, é fabricado com o aço AISI 1045 de diâmetro 12,7 mm. Para 
efeitos de controle de qualidade, todos os lotes recebidos são ensaiados por tração para avaliar a 
sua tensão de escoamento e o tipo de fratura, que deve ser dúctil. Como resultado do ensaio 
realizado no lote n. 20110807, Roberto obteve o diagrama tensão versus deformação indicado na 
figura abaixo, e precisa decidir pela liberação ou reprovação desse lote, uma vez que a 
especificação de compra do material indica uma tensão de escoamento mínima de 530 MPa e uma 
tensão última de tração de 625 MPa. 
 
 
Considerando que o corpo de prova ensaiado possuía um diâmetro de 12,7 mm, indique a decisão 
a ser tomada. 
 
a) O lote pode ser aprovado, pois a tensão de escoamento do corpo de prova ensaiado é de 
540 MPa. 
b) O lote pode ser aprovado, pois a tensão de escoamento do corpo de prova ensaiado é de 
639 MPa. 
c) O lote deve ser reprovado, pois a tensão de escoamento é de 418 MPa, inferior ao indicado 
na especificação de compra do material. 
d) O lote deve ser reprovado indiferente do valor obtido no ensaio, pois o gráfico tensão 
versus deformação indica que ocorreu uma fratura frágil. 
e) O lote pode ser aprovado, pois a tensão de ruptura do corpo de prova ensaiado é de 529 
MPa, muito próximo do valor especificado e dentro do erro de calibração da máquina 
universal de ensaio. 
 
Justifique sua escolha. (1,0) 
 
3 – As diretivas de restrições para uso de certas substâncias perigosas provocaram o 
desenvolvimento de ligas de soldagem de componentes eletrônicos que não contivessem chumbo 
(Pb) em sua composição, como, por exemplo, a liga de estanho (Sn) e de bismuto (Bi), cujo 
diagrama de fases é apresentado a seguir. Considere que esses materiais apresentam, entre outras 
características, temperatura de fusão relativamente baixa. 
 
 
 
Com base nas informações e no diagrama apresentados, a composição mássica da liga Sn-Bi mais 
adequada para a soldagem de componentes eletrônicos é de 
 
a) 100% de Sn e 0% de Bi. 
b) 79% de Sn e 21% de Bi. 
c) 60% de Sn e 40% de Bi. 
d) 43% de Sn e 57% de Bi. 
e) 0% de Sn e 100% de Bi. 
 
Justifique sua escolha. (1,0) 
 
4 – A conformação mecânica de metais policristalinos pode ser utilizada como tratamento 
mecânico através do trabalho a frio, aumentando, dessa forma, a resistência mecânica do material 
processado. A justificativa para esse recurso tecnológico é que no trabalho a frio ocorre (1,0) 
 
a) o encruamento dos grãos e aumento da densidade de discordâncias no material 
conformado. 
b) o encruamento dos grãos e redução da densidade de discordâncias no material 
conformado. 
c) o encruamento e posterior recristalização dos grãos no material conformado. 
d) o encruamento e posterior recuperação dos grãos no material conformado. 
e) o encruamento e posterior crescimento dos grãos no material conformado. 
 
 
5 – Considerando o Diagrama de fases eutético do sistema Pb-Sn, mostrado abaixo, determine 
para a liga representada pelo ponto A: (2,0) 
 
 
 
a) A composição global da liga chumbo-estanho. 
b) As fases presentes, a composição das fases (linha de amarração) e a quantidade das fases 
(regra da alavanca). 
 
 
6 – Sobre o diagrama do sistema Fe-Fe3C, responda: (1,5) 
 
a) Quais as formas alotrópicas do ferro puro? Quais suas características? 
b) O que são as reações eutética e eutetóide? A que temperatura e composição elas ocorrem? 
7 – Sobre as falhas nos metais, avalie as afirmativas abaixo e assinale verdadeiro ou falso. Se 
falsa, justifique sua resposta. (3,0) 
 
Afirmativa V F Justificativa 
1. A fadiga provoca redução na área da seção 
transversal de um elemento a um ponto em que a 
carga não pode ser suportada e, como resultado, 
ocorre a ruptura previamente anunciada devido à 
formação da trinca. 
 
2. A falha por fadiga se deve ao fato de que existem 
regiões microscópicas, em geral na superfície do 
membro, em que a tensão localizada se torna muito 
maior do que a tensão média que atua sobre a seção 
transversal. 
 
3. O limite de fadiga de um material metálico é 
determinado em um diagrama tensão-ciclo, em que 
os resultados são montados em um gráfico no qual o 
eixo vertical representa a tensão e o horizontal o 
número de ciclos até a ruptura. 
 
4. A falha em metais com natureza normalmente 
dúctil é sempre de natureza dúctil. 
 
5. A fadiga é uma falha que ocorre em estruturas 
submetidas a tensões estáticas. Sob tais 
circunstâncias, é possível ocorrer uma falha sob um 
nível de tensão consideravelmente inferior ao limite 
de resistência à tração. 
 
6. Na seleção de materiais sujeitos a falhas por 
fratura frágil deve verificar as propriedades de 
energia absorvida por impacto e temperatura de 
transição.