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Se quisermos medir a resistência à penetração de um material devemos aplicar o teste: Rockwell e Brinell Os materiais formados normalmente por compostos orgânicos; formados por grandes moléculas através de ligações covalentes e forças secundárias; possuem baixa densidade, alta resistência específica e são extremamente flexíveis; são classificados como: Polímeros. Se o raio atômico do magnésio é 0,160 nm, calcule o volume de sua célula unitária na estrutura CCC e CFC. 0,050 nm e 0,093 nm O átomos de Césio (Z=55) e Bromo (Z=35) por ligação predominantemente iônica formam o composto CsBr (Brometo de Césio). Nesse composto os íons Cs+ e Br- possuem configurações eletrônicas iguais a quais gases nobres? (Dados: ZHe= 2; ZNe= 10; ZAr= 18; ZKr= 36; ZXe= 54; ZRn= 86). Xe e Kr O que é limite de escoamento? Tensão relecionada a uma deformação plástica convencionada Os materiais formados frequentemente por óxidos, carbetos e/ou nitretos e que são tipicamente isolantes elétricos e térmicos, são resistentes a alta temperatura e ambientes a abrasivos; são extremamente duros, porém frágeis são classificados como: Cerâmicas Uma barra de aço de 200 mm de comprimento e que possui uma seção reta quadrada de 30 mm de aresta é puxada em tração com uma carga de 95.000 N e experimenta um alongamento de 0,15 mm. Admitindo que a deformação seja inteiramente elástica, calcule o módulo de elasticidade (E) do aço. 140 GPa Em um laboratório foi realizado um ensaio de resistência mecânica com o objetivo de se determinar a ductilidade de um material. Para isso utilizou-se um corpo-de-prova de comprimento original de 85 mm é tracionado até a fratura. O comprimento desse corpo na ocorrência da fratura era de 130 mm. Com esses dados determinou-se que a ductilidade desse material era de: 53% O aço revolucionou a construção civil quando no início do século XIX aproximadamente começou a ser utilizado ostensivamente como elemento estrutural na construção de grandes arranha céus; como metal, possui como uma de suas principais características a cristalinidade de sua estrutura atômica, ou seja, possui um padrão de repetição microestrutural em três dimensões. Considerando as características dos metais, assinale a opção que NÃO está correta. Os metais apresentam alta resistência a corrosão, representando a melhor opção para ambientes como plataformas marítimas. Uma amostra de alumínio de seção reta retangular de 20 mm X 25 mm é tracionada com uma força de 40.000 N, produzindo apenas uma deformação elástica. Qual a deformação resultante nesse corpo? Dado: EAl = 70 GPa 1,0 mm Com relação aos materiais metálicos podemos fazer as seguintes afirmações: I) Os elementos de liga utilizados nas ligas refratárias geralmente apresentam baixo ponto de fusão. II) Alguns aços inox podem ser usados em temperaturas de até 1000 ºC e ambientes severos (ex: marinho), mantendo suas propriedades mecânicas em níveis satisfatórios. III) O cobre apresenta baixa condutividade elétrica, por isso é adicionado elementos de liga para aumentar sua condutividade utilizá-lo na fabricação de fios. IV) As ligas leves apresentam boa resistência mecânica, porém não podem ser utilizadas em ambientes agressivos devido a sua baixa resistência a corrosão. Apenas a II está correta. Nas cidades onde ocorrem grandes nevascas costuma-se utilizar sal para derreter o gelo mais rapidamente, evitando problemas com seu acumulo nas ruas. Ao se adcionar sal ao gelo, ocorre uma redução do ponto de fusão da água, fazendo com que o gelo derreta em temperaturas menores que a temperatura de fusão padrão (próximo a 0 ºC). Como nas cidades onde ocorrem as nevascas as temperaturas, geralmente, se mantem em níveis negativos por certo tempo, o gelo não iria derreter, pois isso so aconteceria ao atingir temperatura de fusão. Com adição de sal essa fusão pode ocorrer em temperaturas inferiores a 0 ºC, evitando o acumulo de gelo nas ruas. Assim, considere uma nevasca ocorrida em uma determinada cidade na qual a temperatura se mantem em -10 ºC. Com base no diagrama de fases H2O-NaCl, qual seria a concentração aproximada de sal para derreter o gelo sem grandes desperdícios do mesmo? 15% de sal. Se o raio atômico do magnésio é 0,160 nm, calcule o volume de sua célula unitária na estrutura C C C e C FC . 0,050 nm e 0,093 nm. Embora estejamos mais acostumados com o conceito de soluções líquidas, há também as soluções sólidas, ou seja, a mistura de dois ou mais elementos, existindo um solvente (aquele em maior quantidade, também chamado de hospedeiro) e os solutos, aqueles em menor quantidade. Há a formação de uma solução sólida quando o soluto (ou solutos) não altera a estrutura cristalina do solvente e se distribuem uniformemente, mantendo a homogeneidade do todo. Considerando as características das soluções, identifique a afirmação CORRETA: Através da adição de elementos de liga a um material puro, este poderá fazer parte da rede cristalina, sempre ocupando posições atômicas, nunca intersticiais. A estabilidade da estrutura cristalina para alguns metais e bem como alguns não-metais é influenciado pela temperatura e pressão extena,um exemplo clássico é encontrado no carbono: Grafita estável na temperatura ambiente e o diamante a pressões extremamente elevadas. Qual tipo de fenômeno relaciona. Alotropia Durante o ensaio de tração, o corpo passa pelo regime de deformação elástico (no qual recupera suas dimensões originais após a retirada da carga) e pelo regime de deformação plástica (no qual não recupera suas dimensões originais após a retirada da carga). Para efeito de um projeto, deseja- se que uma peça trabalhe sempre dentro do regime elástico de deformação, sempre recuperando suas dimensões originais. É necessário, portanto, que saibamos a partir de qual tensão o corpo apresentará deformação plástica, o que é denominado de limite de escoamento. No gráfico, esta tensão é interpretada como aquela que corresponde ao ponto a partir do qual o gráfico perde a sua linearidade. Considerando o gráfico a seguir, assinale a opção CORRETA. O limite de escoamento é um valor inferior a 200 MPa. O desenvolvimento da microestrutura em ligas ferro-carbono é uma função da composição da liga e da taxa de resfriamento. No diagrama de fase a seguir, tem-se na linha vertical a qual estão associadas duas microestruturas representadas esquematicamente. Com relação ao contexto da figura, NÃO PODEMOS AFIRMAR que Acima da temperatura de 727oC, tem-se a fase denominada de cementita e abaixo, tem-se ferrita e austenita A taxa de resfriamento durante um tratamento térmico em aços é fundamental para a obtenção de uma microestrutura específica, assim como a possibilidade de manter a liga a uma determinada temperatura (resfriamento com etapa isotérmica) ou mesmo resfriamento contínuo. Analisando o gráfico a seguir, PODEMOS afirmar que: Entre os pontos C e D, manteve-se o aço a temperatura constante. Considerando a célula unitária abaixo, se as esferas apresentam raio de 0,15 nm, qual o seu fator de empacotamento atômico? (Dado: VE= 1,33πR3). 38% Se o raio atômico do alumínio é 0,143 nm, os volumes de sua célula unitária nas estruturas CCC e CFC sãorespectivamente: 0,036 nm e 0,066 nm. Os materiais sólidos podem ser classificados de acordo com a regularidade segundo a qual seus átomos ou íons estão arranjados em relação aos outros. Aqueles materiais em que este arranjo se mostra regular e repetido podem ser classificados como: cristalinos Entre as propriedadesmecânicas dos materiais podemos citar a tenacidade, resiliência e a ductilidade. Em relação a essas propriedades podemos afirmar que: A tenacidade mede a capacidade de um material absorver energia até sua fratura; enquanto a resiliência mede a capacidade de um material absorver energia antes de se deformar permanentemente; já a ductilidade representa a medida da deformação total que um material pode suportar até sua ruptura. Os materiais formados por duas fases (uma matriz e uma dispersa), podendo ser uma combinação de materiais diferentes ou não, aliando as propriedades de ambos são classificados como: Compósitos; Alguns materiais como lítio,cromo, tungstênio apresentam a estrutura cristalina CCC ( Cúbica de Corpo Centrado) no processo de solidificação.De acordo com essa estrutura cristalina formada, qual o seu número de coordenação. 8 Deseja-se produzir um bastão cilíndrico de 10,0 mm que, quando em utilização, sofrerá uma carga máxima de tração de 128.000 N. O bastão não poderá sofrer nenhuma deformação plástica. Dentre os materiais abaixo, qual (is) eu poderia utilizar para sua fabricação? Liga de aço e liga de titânio apenas; Necessita-se selecionar um material para desenvolver uma determinada peça. Essa peça precisa apresentar uma ductilidade de pelo menos 30% para que possa desempenhar sua função perfeitamente. Dentre os materiais disponíveis para se utilizar temos: um aço baixo carbono, uma liga de alumínio, uma liga de magnésio e um aço inox. Para saber qual desses materiais atende a condição imposta, foram realizados ensaios de resistência mecânica com o objetivo de se determinar a ductilidade dos mesmos. Nos ensaios foram utilizados corpos-de-prova de comprimento inicial de 90 mm. O comprimento final de cada uma das amostras é apresentado na tabela abaixo. Com base nos resultados, qual (is) desses materiais é (são) indicado (s) para se fabricar essa peça? a) Liga de alumínio ou liga de magnésio. Deseja-se produzir uma peça metálica em que a resistência mecânica não é essencial durante sua utilização, porém deve apresentar elevada ductilidade. Dos materiais apresentados abaixo, qual das opções seria a mais indicada? Aço baixo carbono Qual a diferença entre deformação elástica e deformação plástica? A deformação elástica segue a lei de Hooke e não é uma deformação permanente, enquanto a deformação plástica não segue a lei de Hooke e é uma deformação permanente. O tipo de esforço que provoca alongamento do material na direção do mesmo é: tração I) Se colocarmos água fervente em um copo descartável de plástico ele amolece e muda a sua forma, porém mantém a sua composição química original inalterada. Assim , a propriedade responsável por essa constatação é a FÍSICA; II) Se deixarmos uma barra de aço comum (liga de ferro+carbono) exposta ao tempo, observamos a formação de FERRUGEM (óxido de ferro), ou seja o material sofre CORROSÃO ATMOSFÉRICA. A essa propriedade nós chamamos de QUÍMICA. I, II, estão certas Ao descrever um material a ser utilizado, um engenheiro assim se expressou: “houve um esforço de compressão em uma barra de seção transversal pequena em relação ao comprimento”. Este tipo de esforço tende a produzir uma curvatura e se denomina: flambagem Os imãs são materiais magnéticos que podem sofrer atração entre eles. Este fenômeno ocorre entre eles porque os pólos: são diferentes O engenheiro em suas rotinas de trabalho , utiliza o gráfico Tensão-Deformação para determinar as propriedades mecânicas dos materiais ,sendo assim podemos visualizar nesse importante diagrama: Todas as respostas estão corretas Uma indústria naval desenvolve pesquisas sobre a importância dos tratamentos térmicos de materiais, tendo como finalidade: I- Alterar as microestruturas dos materiais II- Alterar as propriedades mecânicas III- Preservar as propriedades mecânicas As finalidades específicas dos tratamentos térmicos são: Apenas I e II Qual o tipo de defeito cristalino que tem dimensão 1 (um)-deslocamento? Defeitos lineares (discordâncias) É importante estudar as ligas metálicas porque estas têm grande aplicabilidade nas engenharias. A principal aplicabilidade é: Aprimorar as propriedades mecânicas. Ao estudar resistência dos materiais, os estagiários de uma indústria metalúrgica escreveram em seus relatórios as seguintes afirmativas; I- O tamanho do grão influencia na resistência dos materiais. II- Quanto maior a temperatura menor será a resistência. III- Quanto menor a temperatura maior será a resistência. As afirmativas corretas são: I e III apenas Marque V ou F I- Todo metal apresenta ponto eutético II- O aço é um ferro hipoeutético III- O aço com 0,8%C é um aço eutetoide IV- Na zona de transição encontra-se duas fases de um metal F F V V O número de coordenação (NC), representa o número de átomos vizinhos mais próximos a uma átomo de referância,em relação a estrutura cristalina do CCC( Cúbica de Corpo Centrado) qual seu número de coordenação. 8 Materiais cristalinos são aqueles que apresentam uma organização atômica padrão e repetida. Marque a opção que mostra as três estruturas cristalinas do sistema cúbico. CS, CCC, CFC Alguns sólidos podem assumir uma estrutura cristalina ou amorfa (sem padrão cristalino) dependendo das condições de processamento, como é o caso do SiO2; neste caso, a temperatura e taxa de resfriamento são essenciais para permitir que ocorra um reordenamento a nível atômico do material ao sofrer a mudança de fase. A definição de Fator de Empacotamento Atômico (FEA), que expressa a razão entre o volume de átomos no interior de uma célula unitária e o volume da própria célula unitária é outro aspecto importante na teoria cristalográfica. Considerando a geometria de uma célula cúbica simples, calcule seu fator de empacotamento atômico: 0,52 A taxa de resfriamento de uma liga Fe-C é uma prática difundida na metalurgia e vem sendo praticada pelo homem há centenas de anos. Entre os objetivos comuns dos tratamentos térmicos podemos citar, com EXCEÇÃO de: Alteração da cor da superfície do aço Materiais que apresentam a estrutura cristalina CCC ( Cúbica de Corpo Centrado),quantos átomos existem na sua célula unitária? 2 Ao sofrer deformação mecânica, o aço tem sua microstrutura alterada, podendo originar grãos alongados a partir de grãos com simetria equiaxial Isto ocorre quando um aço, por exemplo, é submetido aos processos de fabricação de laminação e forjamento a frio. Com relação aos processos de deformação mecânica dos materiais, assinale a opção INCORRETA. Uma vez a estrutura encruada, só podemos recuperá-la a partir da fundição do material novamente. Os cerâmicos são compostos de elementos metálicos e não metálicos, com ligações de caráter iônico ou covalente, dependendo das eletronegatividades dos materiais envolvidos. É comum, portanto, se definir o percentual de caráter iônico de uma determinada cerâmica. Duas características dos componentes estruturais da cerâmica influenciam os aspectos microestruturais de uma cerâmica cristalina: a carga presente nos íons de sua composição e o tamanho dos mesmos. Considerando as características dos materiais cerâmicos, assinale a opção que NÃO está correta. Os cerâmicos são menos resistentes a altas temperaturas e a ambientes corrosivos que os metais e os polímeros. Necessita-se selecionar um material para desenvolver uma determinada peça. Essa peça não pode apresentar deformação plástica quando sujeito a uma tensão de 300MPa e necessita apresentar uma ductilidade de pelo menos 30% para que possa desempenhar sua função perfeitamente. Dentre os materiais disponíveis para se utilizar temos: um aço baixo carbono, uma liga de alumínio, uma liga de cobre e um aço inox. Para saber qual desses materiais atende a condição imposta, foram realizados ensaios de resistência mecânica. Nos ensaiosforam utilizados corpos-de-prova de comprimento inicial de 90 mm. O comprimento final de cada uma das amostras é apresentado na tabela abaixo, assim como a tensão de escoamento. Com base nos resultados, qual (is) desses materiais é (são) indicado (s) para se fabricar essa peça? Liga de cobre apenas O ensaio de tração é muito utilizado em laboratório para se determinar algumas características dos materiais; consiste em submeter o corpo de prova a uma carga uniaxial, que é aumentada gradativamente, e observar a reação do material até sua ruptura. O comportamento é registrado em um gráfico tensão x deformação. Para que os resultados sejam comparáveis em todo o mundo científico, as características de execução deste ensaio, assim como a de outros, são padronizadas. O módulo de Young pode ser interpretado como uma espécie de rigidez do material a deformação elástica. Considerando a tabela a seguir e o ensaio anteriormente mencionado, assinale a opção que mostra a ordem crescente de resistência a deformação elástica dos materiais considerados. Magnésio, alumínio, aço e tungstênio. A ordenação dos átomos nos sólidos cristalinos indica que pequenos grupos de átomos formam um padrão repetitivo. Desta forma, ao descrever estruturas cristalinas, se torna conveniente subdividir a estrutura em pequena entidades repatitivas, chamadas de: células unitárias A questão do aquecimento global é uma grande preocupação das autoridades mundiais. O Protocolo de Kioto obriga os países desenvolvidos a reduzir a emissão de gases poluentes na atmosfera; porém os EUA não assinaram este documento, uma vez que isso faria com que eles diminuissem a produção de suas fábricas e consequentemente sua economia, mas esta é uma questão política. O que eles tem que fazer é produzir energia por fontes limpas e diminuir o consumo de petróleo. A energia eólica é uma boa candidata a isso. Atualmente, a maior parte das turbinas eólicas, ou aerogeradores, são fabricados a partir de plásticos reforçados ou fibras de vidro. Fibras de carbono, aço e alumínio são usados em menor escala. Novos materiais compósitos com base em matrizes metálicas também continuam sendo pesquisados e usados. A respeito dos metais, assinale a alternativa incorreta: Não são ducteis Ao sofrer resfriamento os materiais apresentam solidificação em pequenos volumes separados, que crescem e originam um todo solidificado. Estas pequenas partes são denominadas de grãos e seu processo de formação envolve as etapas de nucleação e crescimento. Ao sofrer deformação, os grãos que compõem o material se apresentam alongados. Com relação a figura a seguir, que pertencem ao mesmo aço, identifique a proposição CORRETA. Provavelmente o aço B possui resistência mecânica inferior ao aço A Muitas vezes, uma substância assume diferentes estruturas cristalinas, dependendo da temperatura e da pressão. Este fenômeno é conhecido como alotropia. Um dos mais famosos é o caso do Estanho branco e do Estanho cinza. O primeiro é tetragonal de corpo centrado a temperatura ambiente, enquanto o segundo possui uma estrutura cúbica semelhante ao do diamante, que passa a predominar a partir de 13,2oC. Quando ocorre a alteração, também ocorre a variação dimensional da substância e o seu esfacelamento. Porém, esta transformação não é preocupante, uma vez que sua cinética é muito lenta, havendo tempo para remediá-la. Considerando a teoria cristalográfica, assinale a opção que está CORRETA A célula cúbica de corpo centrado possui em um padrão cúbico átomos situados nos oito vértices do cubo e um átomo situado no centro do cubo. A vasta maioria dos materiais é submetida a cargas quando colocados em serviço. As asas de ligas de alumínio de um avião literalmente batem em um esforço repetitivo para manter a aeronave em voo; as molas e toda suspensão de um carro quando este trafega por ruas acidentadas executam também um esforço periódico de sustentação da estrutura do veículo; um prego fixo na parede que suporte a carga constante de um quadro. Para a escolha do tipo de material que iremos utilizar no componente de interesse, é necessário que conheçamos o comportamento do mesmo sob as condições de utilização. Para simular tal comportamento, existem diversos ensaios realizados em laboratório. Considerando os ensaios mecânicos estudados, assinale a opção INCORRETA. No ensaio de flambagem, as forças atuantes exercem um esforço de tração em uma barra de seção transversal pequena em relação ao comprimento, que tende a produzir uma curvatura na barra. A composição química e estrutura atômica proporcionam a alguns materiais propriedades semelhantes, fazendo com que estes possam ser classificados em categorias. Os materiais que possuem um grande número de elétrons deslocalizados, propiciando as propriedades de condutividade elétrica e de calor, a não transparência, boa resistência mecânica e ductilidade são os: Metais A barra de direção de um caminhão feita com aço Carbono SAE 1045 rompeu após o veículo ter percorrido 100.000. Em consequência ocorreu um grave acidente. Na hora do acidente, a velocidade do caminhão era moderada, a carga estava dentro dos limites previstos e o programa de manutenção estava em dia. Num caso como este, qual o mecanismo de fratura mais provável? Fratura por Fadiga iniciada por um provável defeito superficial originário do tratamento térmico Sabendo que materiais compósitos são aqueles que consistem em mais de um tipo de material, podem ser classificados como compósito: concreto A influência de impurezas inseridas na rede cristalina de semicondutores de Silício com o objetivo de alterar suas propriedades elétricas originou o que hoje conhecemos como semicondutores do tipo-p e semicondutores do tipo-n, amplamente utilizados na indústria eletrônica. Considerando as características dos materiais condutores, assinale a opção que NÃO está correta. Recentes pesquisas excluíram a possibilidade de existirem polímeros condutores, o que representaria uma promissora linha de novos produtos na indústria eletrônica. Diversos parâmetros controlam a microestrutura de um material, entre eles está a taxa de resfriamento, que pode originar estruturas de grão finos ou grãos maiores, impactando nas propriedades mecânicas dos materiais. Com relação ao exposto anteriormente, assinale a opção INCORRETA. Ao sofrer deformação a frio, os grãos não sofrem deformação suficiente para impactar nas propriedades mecânicas dos metais. Os metais são materiais cristalinos, ou seja, apresentam uma ordem microscópica de arranjo atômico repetitiva em longas distâncias, que pode variar em orientação dentro de pequenos volumes denominados de grão. Como sabemos, não só os metais são cristalinos, mas também muitos cerâmicos e alguns polímeros. Aqueles que não apresentam este padrão de repetição a longas distâncias são chamados de materiais amorfos. Na teoria relacionada originada a partir do estudo de materiais cristalinos, define-se número de coordenação, que representa o número de átomos vizinhos mais próximos de átomo. Considerando a teoria cristalográfica, assinale a opção que está CORRETA. O número de coordenação de uma célula CFC é 12. Em relação aos materiais cristalinos e os não-cristalinos(amorfos) podemos afirmar que: Os materiais cristalinos apresentam uma estrutura cristalina organizada que se repete por grande parte do material. Já os materiais amorfos não apresentam ordem que se repete a longo alcance. Um modelo físico muito comum e de fácil entendimento para explicar a constituição da estrutura da matéria é o átomo de Bohr, que considera a estrutura atômica como uma miniatura do sistema solar , ou seja, composto de NÚCLEO (sol) em órbitas circulares ou elípticas onde se localizam os ELÉTRONS (planetas). Considerando a teoria atômica relacionada ao modelo anteriormente mencionado, assinale a opção que NÃO está correta. Na ligação de Van der Waals, ocorre influência mútua das ondas eletrônicas estacionarias, ocorrendo compartilhamento dos elétrons de forma semelhante a ligação covalente No ensaio de tração ao qual o corpo é submetido, vários pontos de conhecimento essencial ao projeto que envolve o material são identificados, tais como tensão de escoamento (tensão a partir da qual o corpo sofre deformação plástica), limite de resistência a tração (é a tensão que se for aplicada e mantida acarretará fratura do material) e tensão de ruptura (que corresponde ao final do ensaio, ponto ao qual podemos associar a ruptura do material). Considerando o gráfico a seguir, identifique CORRETAMENTE cada uma das tensões mencionadas (1) corresponde a tensão de escoamento, (2) corresponde ao limite de resistência a tração e (3) a tensão de ruptura. Em Engenharia de Materiais é muito comum a utilização de diagramas de fase, que são simplesmente representações gráficas onde estão presentes as fases em equilíbrio da substância analisada em função da temperatura, pressão, composição e até mesmo intensidades de campos elétricos/magnéticos. Para expressar esta informação como uma figura plana de fácil assimilação, mantém-se um ou mais parâmetros constante (geralmente a pressão ou a composição). Com relação ao diagrama exposto a seguir, onde em um eixo imaginário vertical tem-se temperatura e no eixo imaginário horizontal, tem-se composição, PODEMOS AFIMAR: A composição C corresponde ao eutético. O ensaio de tração é muito utilizado em laboratório para se determinar algumas características dos materiais; consiste em submeter o corpo de prova a uma carga uniaxial, que é aumentada gradativamente, e observar a reação do material até sua ruptura. O comportamento é registrado em um gráfico tensão x deformação. Para que os resultados sejam comparáveis em todo o mundo científico, as características de execução deste ensaio, assim como a de outros, são padronizadas. Considerando o ensaio tração estudado, assinale a opção CORRETA. O corpo de prova utilizado é padronizado Ao longo da história, o homem vem utilizando os materiais que o cercam na tarefa de sobreviver diante das vicissitudes da realidade ou simplesmente para tornar a vida mais confortável, e a escolha do que utilizar é principalmente uma função das propriedades que o material deve ter para conferir ao projeto eficiência e eficácia. Atualmente, a Ciência dos Materiais considera grupos de materiais separados em função de suas propriedades, composição, formas de obtenção e diversos outros critérios, para que possamos didaticamente resumir a vasta e complexa realidade dos mesmos. Considerando a classificação citada anteriormente, assinale a opção que NÂO está correta. Materiais Cerâmicos: os materiais cerâmicos são normalmente combinações de elementos que na tabela periódica são identificados como metais O padrão cristalino repetitivo de alguns materiais possibilita a ocorrência do fenômeno de difração de raio-X de uma forma proveitosa, ou seja, através da utilização de uma amostra pulverizada do maior de interesse, poderemos gerar picos de interferência construtiva das pequeníssimas partículas e utilizá-los como uma espécie de assinatura de identificação do material. Um outro aspecto importante da teoria cristalográfica é a definição de Fator de Empacotamento Atômico (FEA), que expressa a razão entre o volume de átomos no interior de uma célula unitária e o volume da própria célula unitária. Considerando a teoria cristalográfica e a definição de FEA, calcule este fator para uma célula cúbica de face centrada (CFC). 0,74 Nos ensaios de tração realizados com metais em níveis de tensão relativamente baixos, a tensão se mantém proporcional a deformação durante uma parte do ensaio, estabelecendo a relação linear ocorre sob o regime de proporcionalidade entre elástica; sob este regime de deformação, as dimensões do corpo se recuperam quando a tensão cessa. O módulo de Young pode ser interpretado como uma espécie de rigidez do material a deformação elástica. Considerando o ensaio anteriormente mencionado e que desejamos especificar para um projeto um material cujo principal requisito é a sua recuperação às dimensões originais, assinale, baseado na tabela a seguir, o material mais indicado e o menos indicado respectivamente. Magnésio, alumínio, aço e tungstênio Qual a diferença entre tensão de escoamento e tensão limite de resistência a tração em materiais metálicos? A tensão de escoamento é aquela onde ocorre uma transição da deformação elástica para plástica. A tensão limite de resistência a tração é a máxima tensão a que um material é submetido em um ensaio de tração Em relação aos materiais metálicos podemos fazer as seguintes afirmações: I) Os aços ferramentas são "ligas de alto carbono" com outros elementos de liga, apresentando elevada resistência mecânica e baixa ductilidade. II) O latão e o bronze são nomes comerciais dados a alguns tipos de ligas de cobre. III) As ligas leves apresentam propriedades superiores à maioria dos aços a um custo menor; IV) Um dos principais motivos para utilização de ligas leves e sua elevada resistência mecânica específica (resistência/peso). Apenas I, II e IV estão corretas. Uma amostra de alumínio de seção reta retangular de 20 mm X 25 mm é tracionada com uma força de 40.000 N, produzindo apenas uma deformação elástica. Qual a deformação resultante nesse corpo? Dado: EAl = 70 GPa. 1,0 mm A Ciência dos Materiais é a área da atividade humana associada com a geração e com a aplicação de conhecimentos que estão relacionados entre si. Os principais aspectos que devem estar relacionadas entre si visando às suas propriedades e aplicações dos materiais estão descritas na opção: composição, estrutura e processamento. Um parâmetro importante na caracterização de alguns polímeros é a temperatura de transição vítrea, que se refere a polímeros amorfos, ou seja, incapazes de estabelecer uma estrutura cristalina seja lá qual for a sua extensão. Esta temperatura indica quando o polímero amorfo durante o aquecimento passa do estado pastoso ao estado rígido. Considerando as características dos polímeros, assinale a opção que NÃO está correta. Os polímeros termoplásticos apresentam microstrutura predominantemente cristalina. Exemplos típicos de termoplásticos são o polietileno, o policloreto de vinila (PVC), o polipropileno e o poliestireno. Os materiais cerâmicos com grande especificidade de processamento e utilização são denominados de cerâmicos avançados, entre os quais encontram-se microesferas de óxido de urânio utilizadas em reatores nucleares. Considerando as características dos materiais cerâmicos, assinale a opção que está CORRETA. A cerâmica vermelha e a cerâmica branca são constituídas predominantemente de silicatos hidratados de alumínio. Os metais possuem diversas propriedades e características largamente utilizadasna fabricação de aparatos tecnológicos. Uma característica interessante e comumente explorada nos metais é a sua cristalinidade, ou seja, a repetição do padrão de arrumação a nível atômico.Com relação às características dos metais, é CORRETO afirmar que: Os metais, em sua maioria, apresentam baixa resistência a corrosão. Ao longo da História, diferentes civilizações se organizaram em grupos, e buscavam diversas formas de sobrevivência, muita das vezes, utilizando os recursos disponíveis na natureza. Considerando o processo evolutivo da humanidade ao longo dos séculos, assinale a opção que melhor descreve algumas das principais Idades da história das civilizações: Idade da Pedra / Idade do Cobre Certamente um dos desafios do engenheiro projetista é determinar os materiais que estruturarão o que foi idealizado em seu projeto. Sabemos que esta tarefa está condicionada às propriedades físico-químicas dos materiais, como resistência mecânica, condutividade, resistência a corrosão etc. Com relação a classificação geral atual dos materiais adotada em Ciência dos Materiais, identifique a MENOS abrangente. Fibras A massa atômica de um átomo é: A soma das massas de prótons e nêutrons . Qual das seguintes alternativas não representa um defeito pontual em uma estrutura cristalina? Discordância de aresta O sódio cristaliza numa estrutura em que o número de coordenação é 8. Qual é a estrutura que melhor descreve o cristal? CCC Qual destas estruturas cristalinas não é encontrada nos metais comuns? CÚBICA SIMPLES Em relação aos materiais cristalinos e os não cristalinos (amorfos) podemos afirmar que: Os materiais cristalinos apresentam uma estrutura cristalina organizada que se repete por grande parte do material. Já os materiais amorfos não apresentam ordem que se repete a longo alcance. Quando um objeto caracteriza-se por uma deformação permanente do material que o constitui, sem que haja aumento de carga, mas com aumento da velocidade de deformação, tratasse Do efeito verificado no Diagrama Tensão x Deformação proveniente da ação de: Escoamento Utilizando a difração por raioX, podemos diferenciar um material cristalino de um material amorfo, ou seja, através da utilização de uma amostra pulverizada do material de interesse, poderemos gerar picos de interferência construtiva das pequeníssimas partículas e utilizá-los como uma espécie de assinatura de identificação do material, revelando a natureza do material cristalino; já o material amorfo não apresenta os picos. Entre os materiais listados nas respostas a seguir, qual apresenta padrão cristalino EM TODA A SUA ESTRUTURA. AÇO A ordem cristalina a nível atômico pode ser observada em diversos materiais, até mesmo naqueles que são predominantemente amorfos, como os polímeros, podemos obter através de tratamentos físico-químicos adequados, pequenos nichos de cristalinidade. Ao se observar a estrutura cristalina de dois polímeros, A e B, constatasse que os átomos de apresentamse ordenados em alguns volumes do material, enquanto na observação de B, todo o material encontrasse desordenando. Considerando o contexto anteriormente exposto, assinale a opção CORRETA. O material "A" apresenta padrão cristalino em sua microestrura, enquanto B é amorfo. O coeficiente de Poisson é a razão entre a deformação: Transversal e longitudinal na região elástica. No ensaio de um material através de um corpo de prova será obtido o registro com os dados necessários para compor o gráfico Tensão x Deformação. Os valores das cargas obtidas, que divididos pela área deste corpo de prova, fornecem os resultados das tensões que estão corretos na alternativa: A tensão máxima, de ruptura e escoamento Nos Sistemas Binários a transformação imediata de fase líquida em fase sólida é denominada de: Reação Eutética Com a adição de elementos de liga à um material puro, os átomos desse elemento farão parte da rede cristalina, ocupando posições atômicas ou interstícios. No processo da Solubilidade, pode afirmar quanto as soluções sólidas que: os átomos em maior quantidade são chamados de átomos "solvente" A frase; "uma maneira prática de representar a dependência da transformação com o tempo em relação à temperatura", está relacionada a que alternativa abaixo? Diagramas de transformação de fases A taxa de resfriamento de uma liga FeC é uma prática difundida na metalurgia e vem sendo praticada pelo homem há centenas de anos. Entre os objetivos comuns dos tratamentos térmicos podemos citar, com EXCEÇÃO de: Alteração da cor da superfície do aço. Tratar termicamente um aço significa, a grosso modo, aquecêlo a altas temperaturas e resfriálo com diversas possibilidades de taxa de resfriamento. Entre os objetivos comuns dos tratamentos térmicos PODEMOS citar: Remoção de tensões. Sobre o diagrama de transformação isotérmica é correto afirmar que: É obtido pelo resfriamento da austenita a temperaturas constantes e sua transformação determinada ao longo do tempo. Alguns materiais como lítio, cromo, tungstênio apresentam a estrutura cristalina CCC ( Cúbica de Corpo Centrado) no processo de solidificação. De acordo com essa estrutura cristalina formada, qual o seu número de coordenação. 8 Entre as propriedades mecânicas dos materiais podemos citar a tenacidade, resiliência e a ductilidade. Em relação a essas propriedades podemos afirmar que: A tenacidade mede a capacidade de um material absorver energia até sua fratura; enquanto a resiliência mede a capacidade de um material absorver energia antes de se deformar permanentemente; já a ductilidade representa a medida da deformação total que um material pode suportar até sua ruptura. Considerando a célula unitária abaixo, se as esferas apresentam raio de 0,15 nm, qual o seu fator de empacotamento atômico? (Dado: VE= 1,33πR3). 38% No mundo atual, para onde lançarmos nosso olhar, veremos um cerâmico incorporado aos utensílios do dia a dia. Seja na forma de um objeto completo seja na forma de um componente inserido em um todo e que precisa das características de um cerâmico. Considerando a imensa importância dos cerâmicos, CITE TRÊS PROPRIEDADES dos mesmos. Refratários, isolantes e frágeis. O encruamento do aço é obtido em processo mecânico de deformação do mesmo após deformação a frio. Com relação aos processos de deformação mecânica dos materiais, assinale a opção CORRETA. Forjamento é o processo de deformação plástica de metais por prensagem ou martelamento. Na frase "É um tipo de tratamento térmico indicado para aços de liga, por que reduz o risco de empenamento das peças, visando a obtenção da martensita.", identificasse um tipo de tratamento térmico muito importante, o qual também permitirá que a peça tornese uniforme e homogênea, diminuindo os riscos de trincas. Assinale a opção correta que descreve o nome do respectivo tratamento: Martêmpera O padrão cristalino repetitivo de alguns materiais possibilita a ocorrência do fenômeno de difração de raioX de uma forma proveitosa, ou seja, através da utilização de uma amostra pulverizada do maior de interesse, poderemos gerar picos de interferência construtiva das pequeníssimas partículas e utilizálos como uma espécie de assinatura de identificação do material.Considerando o reticulado cristalino característico de células cúbicas, descreva sucintamente uma célula cúbica de corpo centrado. É aquela que apresenta um átomo no centro da célula cúbica e 1/8 de átomo nos vértices do cubo, totalizando 2 átomos por célula.Qual alternativa abaixo NÃO corresponde a um objetivo do tratamento térmico de materiais? Manter o material imutável Como é denominado o fenômeno em que alguns materiais podem possuir mais de uma estrutura cristalina, dependendo da temperatura e pressão em que se encontram? Alotropia Qual o tipo de ligação que é comum em compostos orgânicos e com associação de átomos, por exemplo em materiais poliméricos e diamante ? Ligação covalente A taxa de resfriamento durante um tratamento térmico em aços é fundamental para a obtenção de uma microestrutura específica, assim como a possibilidade de manter a liga a uma determinada temperatura (resfriamento com etapa isotérmica) ou mesmo resfriamento contínuo. Analisando o gráfico a seguir, PODEMOS afirmar que: Entre os pontos C e D, manteve-se o aço a temperatura constante. Necessita-se selecionar um material para desenvolver uma determinada peça. Essa peça não pode apresentar deformação plástica quando sujeito a uma tensão de 300 MPa e necessita apresentar uma ductilidade de pelo menos 30% para que possa desempenhar sua função perfeitamente. Dentre os materiais disponíveis para se utilizar temos: um aço baixo carbono, uma liga de alumínio, uma liga de cobre e um aço inox. Para saber qual desses materiais atende a condição imposta, foram realizados ensaios de resistência mecânica. Nos ensaios foram utilizados corpos-de-prova de comprimento inicial de 90 mm. O comprimento final de cada uma das amostras é apresentado na tabela abaixo, assim como a tensão de escoamento. Com base nos resultados, qual (is) desses materiais é (são) indicado (s) para se fabricar essa peça? Liga de cobre apenas. O recozimento pleno tem como objetivo principal: diminuir a dureza, aumentando a usinabilidade. Ao longo da História, diferentes civilizações se organizaram em grupos, e buscavam diversas formas de sobrevivência, muita das vezes, utilizando os recursos disponíveis na natureza. Considerando o processo evolutivo da humanidade ao longo dos séculos, assinale a opção que melhor descreve algumas das principais Idades da história das civilizações: Idade da Pedra / Idade do Cobre Durante o ensaio de tração a partir do instante em que a tensão ultrapassa o limite de proporcionalidade, tem se início a fase plástica. Nesta fase ocorrem deformações crescentes na peça sem acréscimos na tensão. A propriedade descrita é uma das propriedades físicas mais importantes no cálculo das estruturas de aço, pois procura-se evitar que esta tensão seja atingida na seção transversal das barras, como forma de limitar a sua deformação.. O texto refere-se: Ao limite de escoamento A transformação imediata de fase sólida para outra sólida ou vice e versa é qual reação abaixo? Reação Eutetóide A transformação imediata de fase líquida em fase sólida, ou vice versa é qual reação abaixo? Reação eutética O Tratamento Térmico viabiliza que uma peça seja tratada dentro de especificação técnica e a obtenção de propriedades importantes devido as microestruturas presentes na composição. UM material passando pelas curvas de início e fim de transformação, terá como produto final o microconstituinte: Perlita O Tratamento Térmico Recozimento está diretamente associado a três estágios importantes que lhe conferem propriedades importantes as peças. Na abordagem apresentada sobre tratamento, verifique as opções descritas a seguir: l Recuperação; II Estabilização do Grão; III Recristalização; IV Cristalização do Grão; V Crescimento do Grão Com relação ao tratamento térmico citado anteriormente, assinale a opção correta que descreve os estágios existentes no mesmo: I, III, V Um engenheiro precisa especificar dois aços entre aqueles que possui de tal forma a ter um aço de menor dureza e outro de maior dureza possíveis. Sabendo-se que a dureza é uma função do teor de Carbono, escolha a opção CORRETA, considerando-se respectivamente os aços de menor e maior dureza: Aço SAE1006 e aço SAE108 Os tratamentos térmicos utilizados atualmente podem alterar radicalmente a resistência mecânica de um aço, podendo até multiplicá- la por 5. Isto acontece em decorrência da modificação de aspectos microestruturais. Considerando-se a micrografia apresentada a seguir e sabendo-se que a mesma pertence a um aço, identifique a microestrutura predominante na mesma: Martensita A principal diferença na realização dos tratamentos térmicos de Recozimento e Normalização O tempo de resfriamento e o Tamanho de grão Tratamentos termoquímicos são processos que visam principalmente a modificação das características superficiais, geralmente aumentando-se a dureza superficial e a resistência ao desgaste e deixando-se o núcleo da peça feita com o material em questão dúctil. Este procedimento consiste através na difusão de elementos na rede cristalina metal mediante o contato do metal com elementos específicos a altas temperaturas (entre 500oC a 1000ºC). Entre os processos termoquímicos conhecidos, NÂO podemos citar: Recozimento Entre as diversas possibilidades de ligas de cobre, podem-se citar as denominadas ligas nobres, que são ligas de cobre com baixíssimo teores de outros elementos; neste tipo de liga, os teores de todos os elementos de liga somados não ultrapassam 2%. A função desses elementos, como o cádmio e o cromo, é aumentar a resistência mecânica do cobre sem reduzir muito sua condutividade elétrica. Em alguns casos, são necessários tratamentos térmicos para aumentar a resistência mecânica dos cobres ligados. Com relação às características das ligas de cobre, de uma forma geral podemos afirmar com EXCEÇÂO de: Possuem ponto de fusão elevado. Tratamento térmico em aços é um conjunto de operações que consistem em aquecer o material e resfriá-lo. Neste contexto, existem diversos parâmetros de relevância, com EXCEÇÃO de: Tempo de manutenção na temperatura ambiente após obtenção da microestrutura final. O aço carbono é largamente utilizado na construção civil devido ao baixo custo comparativo aos demais aços. Isto ocorre em decorrência da ausência ou quase completa ausência de elementos de liga nesta liga Fe-C. Com relação aos aços de baixo carbono, assinale a opção INCORRETA Geralmente apresentam teor de carbono superior a 1,5% Uma liga de cobre muito utilizada é o cobre prata tenaz, que é uma liga que contém de 0,02 a 0,12% de prata que pode ser adicionada intencionalmente ou estar naturalmente contida na matéria-prima e possui uma estrutura homogênea já que, para esses teores, a prata permanece totalmente solubilizada no cobre. Com relação as características do cobre prata tenaz, NÂO podemos citar: A presença da prata nestes teores afeta a condutividade elétrica e torna a liga de cobre um semicondutor. Um dos materiais mais utilizados quando se deseja uma alta resistência a corrosão é o aço inox. Este tipo de aço apresenta alta durabilidade; alta resistência à corrosão; resistência mecânica adequada; é fácil de limpar; não contamina os alimentos; possui visual esteticamente marcante e moderno; apresenta facilidade de conformação e união; além de possibilitar acabamentos superficiais variados como lixados, polidos, decorados. Entre as principais famílias de aços inoxidáveis e suas aplicações, só NÂO podemos citar: Aços inox utilizados em anôdos de sacrifício. O principal objetivo do tratamento térmico de Revenido nos Aços é: aumentar a tenacidade a fratura do aço temperado Dentre os aços, destacamos os baixo, médio e alto carbono. A principal diferença entre eles está na quantidade de carbono presente, a qualreflete diretamente nas propriedades desses aços. Com relação aos aços, marque a afirmativa verdadeira. O aço baixo carbono apresenta resistência mecânica inferior aos os aços médio e alto carbono, porém a ductilidade é superior a estes aços; Considerando-se o processo de austenitização dos Aços ao Carbono, associe: I- Martensita II- Bainita III- Perlita ( ) Resfriamento lento ; ( ) Resfriamento rápido ; ( ) Resfriamento moderado ( ) Resfriamento ao ar ( ) Resfriamento em água III, I, II, II, I Tratamento térmico em aços é um conjunto de operações que consistem em aquecer o material e resfriá-lo. Neste contexto, existem diversos parâmetros de relevância, com EXCEÇÃO de: Tempo de manutenção na temperatura ambiente após obtenção da microestrutura final. Durante a fabricação do aço, é possível tanto o controle do teor de carbono, originando aços de baixo, médio e alto teores de carbono, como também o acréscimo de elementos de liga, como o Mn, Cr, As entre outros, que conferem propriedades especiais aos aços, porém encarecendo-os. Considerando um aço de médio carbono, identifique entre os itens seguintes aquele que NÃO está associado a este tipo de aço. Possuem como constituinte predominante em sua microestrutura a martensita. É comum após um tratamento térmico, a necessidade de realização de outro tratamento térmico, este, por sua vez, como o intuito de corrigir aspectos que foram severamente acrescentados pelo primeiro. No caso da têmpera, há um outro tratamento térmico aplicado posteriormente para promover, entre outras características, uma microestrutura um pouco mais livre de tensões decorrentes do rápido resfriamento. Este tratamento é denominado: Revenido. Ao analisar um componente que tenha sofrido fratura, é importante identificarmos se mesma se desenvolveu através de um mecanismo dúctil ou frágil. Com relação a estes dois mecanismos, NÃO podemos afirmar: Na fratura frágil, a partir de um certo ponto, a trinca é dita estável porque se propagará somente com o aumento da tensão aplicada sobre o material. As ligas de cobre possuem ampla utilização na construção civil no que se refere a instalações elétricas.; podem ser obtidas através da ligação pdo cobre com diversos elementos. Com relação às denominações do cobre ligado, NÃO está correto: A liga cobre + alumínio é denominada de duralumínio. O objetivo da cementação dos aços comuns é: aumentar a resistência ao desgaste Um engenheiro trabalha em uma produção de objetos metálicos e constantemente precisa especificar aços adequados a aplicações específicas. No caso em questão, houve a necessidade de a especificação de um aço para fabricação de um tanque a ser utilizado em armazenagem de produto químico. Entre os aços a seguir citados, aponte o que MELHOR se encaixa nesta função. Aço austenítico Corrosão é o fenômeno segundo o qual os metais tendem, sob a ação de agentes atmosféricos ou de agentes químicos, a voltar ao seu estado de primitivo, sofrendo, assim, processos de oxidação e redução. O fenômeno químico (oxidação/redução) é invariavelmente acompanhado da descaracterização dimensional da peça em questão, comprometendo o todo estrutural. Com relação ao fenômeno da corrosão, NÃO podemos afirmar que: Reduções/oxidações: representam a sequencia de reações químicas que, embora gerem outros elementos, não provocam variação volumétrica na peça em questão. Uma das formas de se alcançarem as propriedades necessárias a um aço para que o mesmo possa ser utilizado em uma aplicação específica, como por exemplo alta resistência a corrosão, é o acréscimo de elementos de liga, como o Cr, Ni, V, Mo, W, Co e Cu. Com relação a atuação destes elementos, não podemos afirma que: Não alteram o tamanho de grão. Os tratamentos térmicos basicamente consistem em aquecer o metal a uma determinada temperatura, mantê-lo nesta temperatura durante um certo tempo e resfriá-lo a uma taxa apropriada. Este procedimento tem como objetivo alterar a microestrutura do metal, alterando em consequência, suas propriedades mecânicas e tornando-as adequadas a uma determinada finalidade. Por exemplo, se desejarmos obter um aço mais duro, porém mais frágil, poderemos pensar, de forma simplificada, em aquecimento e resfriamento rápido. Com relação aos tratamentos térmicos, não podemos afirmar que: A temperatura de aquecimento não influencia no tamanho de grão. A industria armamentista mundial utiliza o Latão 70- 30 para fabricar cartuchos de munição. Esta liga é formada por 70% de Cobre e 30% de Zinco, apresenta em sua microestrutura somente a fase alfa, uma boa resistência mecânica e excelente capacidade de resistir a deformações a frio oriundas de processos de fabricação de embutimento, forjamento, etc. Como a microestrutra deste material fica com os grãos encruados devido ao processo de fabricação a frio, causa o aparecimento de tensões residuais, que podem levar o material a falhar prematuramente. Pra solucionar este problema, existe a necessidade de se tratar o material termicamente, de tal forma que os grãos sejam recristalizados, sem que as propriedades mecânicas especificadas sejam afetadas. O gráfico apresentado a seguir representa as fases de tratamento térmico dessa liga em questão, sendo assim podemos concluir que: Todos estão corretas Devido à elevada afinidade para o oxigênio, não é costume encontrá-lo como substância elementar, mas, sim, em formas combinadas tal como o óxido. Sua leveza, condutividade elétrica, resistência à corrosão lhe conferem uma multiplicidade de aplicações, especialmente na aeronáutica. Entretanto, a elevada quantidade de energia necessária para a sua obtenção reduzem, sobremaneira, o seu campo de aplicação. No entanto, o baixo custo para a sua reciclagem aumenta o seu tempo de vida útil e a estabilidade do seu valor. Com relação ao alumínio, NÃO podemos afirmar: Hoje, os Estados Unidos e o Canadá são os maiores produtores mundiais de alumínio depois do Brasil. Os aços podem ser classificados segundo as normas da SAE (Society of Automotive Engineers - EUA, nas quais uma possibilidade de classificação inclui a nomenclatura "SAE 10XX" para aços carbono, ou seja, sem elementos de liga, onde XX representa o teor de carbono no aço em questão. Com relação a esta nomenclatura, assinale a alternativa CORRETA. O aço SAE 1020 possui 0,20% de C. Os tratamentos térmicos basicamente consistem em aquecer o metal a uma determinada temperatura, mantê-lo nesta temperatura durante um certo tempo e resfriá-lo a uma taxa apropriada. Este procedimento tem como objetivo alterar a microestrutura do metal, alterando em consequência, suas propriedades mecânicas e tornando-as adequadas a uma determinada finalidade. Por exemplo, se desejarmos obter um aço mais duro, porém mais frágil, poderemos pensar, de forma simplificada, em aquecimento e resfriamento rápido. Com relação aos tratamentos térmicos, não podemos afirmar que: A temperatura de aquecimento não influencia no tamanho de grão. Certamente um dos desafios do engenheiro projetista é determinar os materiais que estruturarão o que foi idealizado em seu projeto. Sabemos que esta tarefa está condicionada às propriedades físico-químicas dos materiais, como resistência mecânica, condutividade, resistência a corrosão etc. Com relação a classificação geral atual dos materiais adotada em Ciência dos Materiais, identifique a MENOS abrangente. Fibras. Na indústria eletrônica atual, os semicondutores encontram ampla gama de utilização através da dopagem dos mesmos com elementos adequados, comoo Fósforo ou Boro em matriz de Silício, originando propriedades elétricas particularmente interessantes para o controle de corrente elétrica. Considerando as características dos materiais semicondutores, assinale a opção que está CORRETA. Os materiais semicondutores são isolantes a temperatura ambiente, tornando condutores com o aumento da temperatura. Um diagrama de fases nos permite extrair algumas informações acerca de um material ou de uma liga. Qual das seguintes alternativas apresenta uma informação que não pode ser obtida através de um diagrama de fases? Tempo necessário até atingir equilíbrio de fases Em Engenharia de Materiais é muito comum a utilização de diagramas de fase, que são simplesmente representações gráficas onde estão presentes as fases em equilíbrio da substância analisada em função da temperatura, pressão, composição e até mesmo intensidades de campos elétricos/magnéticos. Para expressar esta informação como uma figura plana de fácil assimilação, mantém-se um ou mais parâmetros constante (geralmente a pressão ou a composição). Com relação ao diagrama exposto a seguir, onde em um eixo imaginário vertical tem- se temperatura e no eixo imaginário horizontal, tem-se composição, PODEMOS AFIMAR: A composição C corresponde ao eutético. Uma estrutura de aço doce é conectada a um material em meio à água do mar. O material que gerará corrosão preferencialmente do aço é o estanho Qual o nome dado ao processo quando ocorre um conjunto de várias unidades de repetição, denominados monômeros, cuja reação irá gerar uma cadeia definida nesta estrutura molecular ? Polimerização A Idade do Ferro é uma classificação histórica das sociedades e que está associada ao período em que as civilizações desenvolveram a metalurgia do ferro, ou seja, a capacidade de extrair o ferro do minério de ferro e transformá-lo em utensílios úteis, principalmente no campo de batalha. Com relação ao ferro, podemos afirmar, com EXCEÇÂO de: As ligas são classificadas de ferro fundido quando possuem de 0,008 a 2,11% C. O aço carbono é largamente utilizado na construção civil devido ao baixo custo comparativo aos demais aços. Isto ocorre em decorrência da ausência ou quase completa ausência de elementos de liga nesta liga Fe-C. Com relação aos aços de baixo carbono, assinale a opção INCORRETA. Geralmente apresentam teor de carbono superior a 1,5%. As chamadas ligas leves incluem aquelas feitas de metais de baixa massa específica a base de alumínio e magnésio. Qual das afirmações abaixo é a correta? O alumínio tem alta condutividade elétrica. Os aços comuns e os ferros fundidos são ligas basicamente de ferro e carbono, com os teores de carbono respectivamente na faixa de: (baseado no diagrama Fe-C). 0 a 2,0% e 2,0 a 6,7% No processo de obtenção das ligas de ferro torna-se necessário o aquecimento, em alto forno, dos minérios de ferro, fazendo com que os óxidos se liguem ao carbono. Com relação aos minérios aplicados nesse processo industrial, assinale a alternativa correta que os descreve: Hematita e Magnetita As ligas de aço e ferro fundido se diferenciam a partir do teor de carbono, ou seja, quando possuem de 0,008 a 2,11% C são denominadas de aço e quando possuem teores de carbono de 2,11 < %C ≤ 6,7, são denominadas de ferro fundido. Com relação às ligas de Fe-C, podemos NÃO podemos afirmar: Para obtenção do Ferro, utiliza-se o processo eletrolítico, sem necessidade de utilização do calor para extração do mesmo a partir dos óxidos em que ocorre na natureza. As ligas de Alumínio são muito utilizadas no mundo moderno, principalmente na indústria aeronáutica. Entre as ligas de maior interesse industrial, podemos mencionar: o duralumínio (de Düren), formado por 93,2 a 95,5% de alumínio, 3,5 a 5,5% de cobre, 0,5% de manganês, 0,5 a 0,8% de magnésio e, em alguns tipos, silício; as ligas de alumínio e magnésio, graças à sua elevada resistência à corrosão e soldabilidade; e as ligas de alumínio e silício, devido à sua elevada resistência mecânica e peso reduzido, assim como na fabricação de componentes elétricos. Entre os elementos utilizados para formação de liga, NÃO podemos citar: Urânio O aquecimento da peça de aço acima da zona crítica e seu rápido resfriamento é denominado de têmpera. A estrutura que se obtém é acicular, ou seja, assemelhando-se a agulhas. O Material obtido possui alta resistência mecânica, necessitando em algumas situações de tratamento térmico para alívio das tensões microestruturais. Com relação têmpera, só PODEMOS afirmar que geralmente a mesma atua: Aumentando a dureza do aço. O Tratamento Isotérmico tipo Austêmpera consiste no aquecimento dos aços a temperaturas acima da zona crítica seguido de esfriamento rápido de modo a evitar a transformação da austenita. Atingida essa condição, mantêm-se a temperatura constante até a formação da bainita. No entanto, esse tratamento não é indicada para aplicação em peças de aço carbono e ligas com determinadas espessuras. Assinale a alternativa correta: Aço carbono com espessura superiores a 5mm e ligas admite-se até 25mm O advento do aço representou uma das maiores revoluções tecnológicas já vistas na humanidade, permitindo a construção de estruturas de maior porte, capazes de suportar cargas não consideradas compatíveis às edificações. Como aço, consideramos todas as ligas Fe-C com teores de C inferiores a 2,11%, podendo ocorrer em sua microestrutura a presença de várias impureza. Com relação aos aços, assinale a opção INCORRETA. O S, o Si, o P e o Al e o Au são impurezas normais nos aços. O aço é o material estrutural que revolucionou a indústria de construção civil, representando a possibilidade de obtenção de edificações estruturalmente maiores e de arquitetura mais complexa. Com relação aos aços, assinale a opção CORRETA. Baixas temperaturas são nocivas às propriedades dos aços baixo carbono. Muitas vezes placas são utilizadas nos cascos de navios para que a corrosão ocorra nestas e não na estrutura de aço. Essa proteção é conhecida como: Proteção por anodo de sacrifício É muito comum aqueles que não estudaram Ciência dos Materiais confundirem aço e ferro fundido, pois ambos são muito parecidos fisicamente aos olhos do leigo; porém, o aço, possui teor de carbono entre 0,008% a 2,11% e o ferro fundido possui teor de carbono entre 2,11% e 6,7%. Com relação às ligas de Fe-C, PODEMOS afirmar: Os minérios de ferro são encontrados na natureza sob a forma de óxidos, dos quais são extraídos em processo que envolve a utilização de altos fornos. No processo industrial das ligas de aço e ferro fundido obtém-se também a "gusa", que pode ser considerado como uma liga de ferro e carbono, obtido da queima em alto forno dos outros componentes. Nessa linha de produção da gusa são verificadas algumas impurezas presente no material. Assinale a opção correta que descreve as impurezas citadas: Silício, Enxofre, Fósforo e Manganês Para se observar a natureza das muitas propriedades sensíveis à microestrutura dos materiais de engenharia, precisaremos estudar como a microestrutura é desenvolvida, ou seja, que microestrutura deverá existir em determinada temperatura para determinada composição do material. Para tanto, utilizamos os diagramas de transformação de fases e tratamentos térmicos. Analisando o gráfico a seguir, PODEMOS afirmar que: As linhas pontilhadas indicadas por A, B, C, D, E e T indicam tratamentos térmicos através de resfriamentos contínuos. O aço é uma liga de ferro e carbono em proporçõesdefinidas, originando diversas possibilidades de materiais com propriedades mecânicas mais adequadas a construção de estruturas que o ferro puro. Com relação ao ferro, ferro fundido e aço, podemos afirmar, com EXCEÇÂO de: O aço e o ferro fundido apresentam a mesma composição química, variando apenas as fases alotrópicas. De forma geral, o processo de fratura, normalmente, tem um contexto amplo quanto à sua ocorrência e pode gerar grandes acidentes. O mesmo envolve duas etapas principiais que são a formação de trinca e propagação. Ao tratar-se de uma material Frágil, podemos considerar que o fator Trinca apresentará a característica de: Ser instável por se propagar mesmo sem aumento da tensão aplicada O Alumínio ocupa relevante importância nos utensílios utilizados naws cozinha domésticas, por ser um metal leve, de fácil conformação, não é tóxico (como metal), não provador de faíscas e de excelente aspecto estético. Com relação ao Alumínio, NÃO podemos afirmar: Pode ser utilizado em temperaturas superiores a 750oC, que a forma do recipiente será mantida. Diversas vezes, um material se rompe mesmo quando submetido a valores de tensão abaixo do limite de resistência a fratura. Isto ocorre quando a tensão presente é constante e o material encontra-se a temperaturas acima da temperatura ambiente, sendo o fenômeno denominado de fluência. Com relação a este fenômeno, PODEMOS afirmar que: A fratura por fluência é comumente encontrada em turbinas de jatos e geradores a vapor. Uma das principais preocupações de um engenheiro projetista é com o isolamento de materiais com relação às substâncias que o corroem, provocando a perda de massa e, consequentemente, a perda das propriedades mecânicas, ocasionando a fratura da estrutura metálica. Com relação ao fenômeno da corrosão, identifique o item INCORRETO. A corrosão pode ocorrer de diversas formas, coma a uniforme, a localizada e a subcrítica. O tratamento térmico de têmpera é comumente utilizado na indústria mecânica para aumentar a dureza de componentes frabicados de aço. Quando o processo de têmpera produz tensões residuais internas no material, essas são aliviadas através de outro tratamento térmico, denominado revenido, o qual além de aliviar tensões aumenta: aumenta a ductibilidade do material Existem muitas variações de tratamento térmica, cada uma com sua finalidade específica. Entre os tratamentos mais utilizados, encontra-se a RECOZIMENTO, que possui como finalidade recuperar a textura cristalográfica anterior do material que sofreu um outro tratamento térmico ou mesmo deformação mecânica. Com relação a esta variação de tratamento térmico, só não podemos afirmar que geralmente o mesmo atua: Alterando a composição do aço. O cobre-telúrio, assim como o cobre-enxofre e o cobre-selênio (Cu-Se), combinam alta condutividade elétrica com boa usinabilidade. O telúrio, assim como o enxofre e o selênio, forma com o cobre compostos estáveis. Com relação as características da liga Cu-Te, NÂO podemos citar: O cobre é um metal de difícil usinagem e a adição de telúrio não altera sobremaneira esta característica. Polímeros são compostos químicos de elevada massa molecular, que resultam na união de vários meros, originando enormes moléculas. Encontramos diversos exemplos que representam a presença de polímeros em nossas vidas, como os plásticos que nos rodeiam e até mesmo no interior de nosso corpo, como o nosso DNA. Com relação aos conceitos envolvendo os polímeros, identifique o item CORRETO. Monômero: é a unidade básica do polímero, cuja polimerização irá gerar o próprio polímero. Na soldagem de alumínio, o uso de preaquecimento e de um maior aporte térmico é comum na soldagem de juntas de maior espessura para garantir a formação da poça de fusão e evitar problemas de falta de fusão. Os processos mais usados são MIG e TIG. Em ambos os processos, a seleção do consumível é baseada na composição química e em aspectos mecânicos e metalúrgicos. Entre as características destes processos, NÃO podemos citar: O preaquecimento na soldagem do alumínio deve ser superior a 205ºC. Uma liga é um material metálico feito de múltiplos elementos. A este respeito, o latão é uma liga de: Cobre e Zinco. O aço carbono é largamente utilizado na construção civil devido ao baixo custo comparativo aos demais aços. Isto ocorre em decorrência da ausência ou quase completa ausência de elementos de liga nesta liga Fe-C. Com relação aos aços de baixo carbono, assinale a opção INCORRETA. Possuem estrutura ferrítica e alta dureza. Dos meios de resfriamento a seguir que podem ser usados no tratamento térmico de têmpera, o que tem mais chance de gerar martensita no centro de uma peça de aço é Salmoura Tratamentos térmicos são processos aplicados aos ferros e aços desde a antiguidade. Muito embora nesse período não alcançava-se a temperatura de fusão do Ferro, eram realizados tratamentos térmicos no próprio ferro esponja após a retirada da "ganga". Com relação aos tratamentos térmicos, PODEMOS afirmar que: A temperatura de aquecimento afeta o aspecto microestrutural do aço, podendo originar grãos mais finos ou mais grosseiros. Para que o processo da corrosão seja realizado são necessários alguns fatores combinados, os quais influenciam diretamente na reação em questão, sendo a ocorrência dos mesmos: área nódica, área catódica, eletrólito e circuito metálico. Com relação a área nódica, assinale a alternativa correta: Área onde ocorrerá reações de oxidação do metal Um determinado material tem como características a excelente laminação, considerado um metal comercialmente puro com teores de 99,0%, apresentando baixa dureza, uma boa fusibilidade, além de pode ser reciclado. Apesar da matéria-prima principal ser de fácil extração, o processo de transformação exige muita energia. Assinale a opção correta que descreve o nome deste material considerado na classificação dos Não Ferrosos e a cite a sua matéria prima de origem, respectivamente? Alumínio e Bauxita Com relação ao alumínio e ao cobre, assinale a opção incorreta. O cobre é obtido da natureza em seu estado nativo (in natura) ou a partir de minérios. Possui estrutura cristalina CCC. O engenheiro muitas vezes é chamado a participar de perícias nas quais deverá manifestar suas opiniões embasando-as tecnicamente. Com relação ao fenômeno da corrosão, uma vez identificada a ocorrência deste fenômeno, devem-se geralmente estudar e investigar as seguintes características, com EXCEÇÃO de: O procedimento técnico do operador do componente corroído. Em relação à composição química, qual a principal diferença entre os aços e os ferros fundidos? Os ferros fundidos apresentam maior quantidade de carbono que os aços; A corrosão de componentes estruturais representa a causa de diversos acidentes com desmoronamento estrutural, ocasionando acidentes fatais. Este fenômeno recebe diversas denominações, dependendo da causa que o motiva e a forma como o mesmo se manifesta. Entre estas classificações, só NÃO podemos identificar: Corrosão aço lítica Na indústria química, a utilização de polímeros se tornou ampla e variável a partir da Segunda Guerra Mundial, com a substituição de diversos polímeros naturais, como a borracha, o couro animal, a lã, a seda etc. Um fato importante a ser considerado é o comportamento do polímero quando submetido a um gradiente de temperatura; neste contexto, podemos classificá-los de termo-plásticos ou termo-fixos. Com relação aos primeiros, PODEMOS afirmar que: Tornam-se macios e deformáveis quando aquecidos. O alumínio éum metal leve, macio e resistente, que junto com os elementos Cu, Mn, Mg, Si, Zn e Ni origina ligas de amplo emprego industrial. Com relação as ligas de alumínio, NÃO podemos afirmar: Possuem alta resistência mecânica, porém nenhuma é mais resistente que o aço. A partir da Segunda Guerra Mundial, os polímeros sintéticos revolucionaram o mundo dos materiais, com o surgimento de polímeros que puderam substituir polímeros naturais como a madeira, a borracha, o algodão, a lã, o couro e a seda. Com relação aos polímeros, NÂO podemos afirmar: Grau de polimerização (DP) é o número de unidades monoméricas presentes na molécula do polímero dividido pela extensão da molécula. Marque V ou F: ( ) O aço hipoeutetoide = aço de baixo carbono; ( ) O constituinte do eutético é a perlita; ( ) Ferrita + cementita = perlita. F; F; V O cobre-telúrio, assim como o cobre-enxofre e o cobre-selênio (Cu-Se), combinam alta condutividade elétrica com boa usinabilidade. O telúrio, assim como o enxofre e o selênio, forma com o cobre compostos estáveis. Com relação as características da liga Cu-Te, NÂO podemos citar: O cobre é um metal de difícil usinagem e a adição de telúrio não altera sobremaneira esta característica Marque o quesito em que as palavras-chave completam as afirmativas dando sentido correto a elas. A principal característica dos (das) __________ é manter a resistência mecânica em níveis satisfatórios quando sujeitos (as) a elevadas temperaturas. Os (as) __________ apresentam elevada ductilidade e baixa resistência mecânica. Uma das características dos (das) __________ é a adição de elementos de liga que se juntam ao carbono presente, formando carbetos que proporcionam ao material uma dureza elevada, deixando-os com elevada resistência ao desgaste e a abrasão. Aços refratários, aços baixo carbono e aços ferramenta. Na classe dos aços, encontramos os aços inoxidávis ou o mais popular, aços inox que na sua composição elementar apresenta, Fe( Ferro), C ( carbono) e Cr(cromo), este material é utilizado na produção de talheres, parafusos, corrimões e estruturas que irão ficar exposta a um longo tempo na presença de oxigênio. Em relação ao texto qual a propriedade marcante deste material. Resistência a oxidação A têmpera é um tratamento térmico que consiste em aquecer o aço acima da zona crítica de temperatura e resfriá-lo rapidamente. A estrutura que se obtém é denominada de mantensítica e, entre outras aplicações, é utilizada para manter a imantação conferida ao aço através de um forte campo magnético. Com relação a esta variação de tratamento térmico, só não podemos afirmar que geralmente o mesmo atua: Diminuindo à resistência a tração. No estudo dos polímeros, um conceito importante se refere a capacidade dos mesmos em sofrer deformação quando submetidos à queima. Com relação ao conceito mencionado, PODEMOS afirmar que: Os polímeros termoplásticos tornam-se macios e deformáveis quando aquecidos Deseja-se produzir uma peça metálica em que necessite de uma elevada resistência mecânica em temperaturas próximas a 1100 ºC. Dos materiais apresentados abaixo, qual das opções seria a mais indicada? Aço refratário Deseja-se produzir uma peça metálica em que necessite de uma elevada resistência ao desgaste, elevada resistência mecânica, não necessite ser dúctil e seja de baixo custo. Dos materiais apresentados abaixo, qual das opções seria a mais indicada? Ferro fundido As ligas metálicas são utilizadas quando as propriedades do metal puro não são suficientes para atender às solicitações. Dentre as propriedades encontradas podemos destacar: Apenas I e IV Tratamentos térmicos são processos aplicados aos ferros e aços desde a antiguidade. Muito embora nesse período não alcançava-se a temperatura de fusão do Ferro, eram realizados tratamentos térmicos no próprio ferro esponja após a retirada da "ganga". Com relação aos tratamentos térmicos, PODEMOS afirmar que: A temperatura de aquecimento afeta o aspecto microestrutural do aço, podendo originar grãos mais finos ou mais grosseiros. Os aços carbono são aqueles que não possuem elementos de liga ou elementos de liga em uma porcentagem muitíssimo baixa, atualndo às vezes até como impureza. De acordo como o teor de carbono presente em sua microestrutura, os aços desenvolvem aspectos micrográficos diferentes. Considerando-se como base o contexto descrito anteriormente, identifique a tipo de aço provavelmente está associado a microestrutura seguinte: Aço predominantemente ferrítico. O cobre é um metal de aparência avermelhada e ponto de fusão 1083°C. É obtido da natureza em seu estado nativo (in natura) ou a partir de minérios, que podem ser oxidados ou sulfetados. Com relação aos minérios utilizados para extração do cobre, NÃO podemos citar: Bauxita Defina resiliência e diga qual a importância desse parâmetro para cálculos de engenharia. É a propriedade que mede a capacidade de um material absorver energia antes de se deformar permanentemente, ou seja, até o seu limite de escoamento. É importante quando se deseja utilizar materiais que absorvam grande quantidade de energia, porém, não deformem permanentemente, como no caso das molas. A partir da Segunda Guerra Mundial, os polímeros sintéticos revolucionaram o mundo dos materiais, com o surgimento de polímeros que puderam substituir polímeros naturais como a madeira, a borracha, o algodão, a lã, o couro e a seda. C om relação aos polímeros, NÂO podemos afirmar; Grau de polimerização (DP) é o número de unidades monoméricas presentes na molécula do polímero dividido pela extensão da molécula A têmpera é um tratamento térmico que consiste em aquecer o aço acima da zona crítica de temperatura e resfriá-lo rapidamente. A estrutura que se obtém é denominada de mantensítica e, entre outras aplicações, é utilizada para manter a imantação conferida ao aço através de um forte campo magnético. Com relação a esta variação de tratamento térmico, só não podemos afirmar que geralmente o mesmo atua: Diminuindo à resistência a tração Assinale a alternativa que indica quais fatores influenciam os Tratamentos Térmicos. Resfriamento, atmosfera do forno, manutenção da temperatura acima da zona critica, aquecimento. Diagramas de fase são gráficos muito utilizados em Engenharia Metalúrgica e de Materiais, nos permitindo determinar quais fases e composições são as mais adequadas aos projetos de Engenharia. Com relação aos diagramas de fase, podemos afirmar, com EXCEÇÂO de: Nos diagramas de fase encontram-se as fases dos materiais presentes em diversas temperaturas, não dependendo da taxa de resfriamento para a sua ocorrência. O processo de corrosão de um material é a deterioração de um material ou das suas propriedades, devido à reação com o meio envolvente. Para ocorrer a corrosão, são necessários alguns fatores combinados de reações do material quando da exposição ao meio. Considerando o texto apresentado, assinale a opção correta que descreva a área onde ocorrerá as reações de oxidação do metal: Área Anódica Na condição que ocorra uma grande deformação plástica de um material, sendo a mesma entre o limite de elasticidade e o ponto de fratura, dizemos que este material tem como propriedade ser: Ductil Entre os ferros fundidos, é considerado o mais comum, devido às suas características como baixo custo (em geral é fabricado a partir de sucata); elevada usinabilidade, devida à presença de grafita livre em sua microestrutura: Ferro fundido cinzento Assinale a alternativa INcorreta quanto
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