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Princípios da Ciências e Tecnologia dos materiais AVS

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Princípios da Ciências e Tecnologia dos materiais AV1
1 - 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 ele 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:
R: não são dúcteis.
1.1 - 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:
R: Compósitos;
2 - Sabendo que materiais compósitos são aqueles que consistem em mais de um tipo de material, podem ser classificados como compósito:
R: concreto.
2.2 - 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.
R: Materiais Cerâmicos: os materiais cerâmicos são normalmente combinações de elementos que na tabela periódica são identificados como metais.
3 - 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.
R: Os metais apresentam alta resistência a corrosão, representando a melhor opção para ambientes como plataformas marítimas.
3.1 - 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:
R: Cerâmicas;
4 - 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.
R: 8.
4.1 - 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.
R: O número de coordenação de uma célula CFC é 12.
5 - 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:
R: células unitárias.
5.1 - Se o raio atômico do magnésio é 0,160 nm, calcule o volume de sua célula unitária na estrutura CCC e CFC.
R: 0,050 nm e 0,093 nm
6 – 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.
R: Na ligação de Van der Waals, ocorre influência mútua das ondas eletrônicas estacionarias, ocorrendo compartilhamento dos elétrons de forma semelhante a ligação covalente.
6.1 - Materiais que apresentam a estrutura cristalina CCC ( Cúbica de Corpo Centrado),quantos átomos existem na sua célula unitária?
R: 2
7 - 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.
R: (1) corresponde a tensão de escoamento, (2) corresponde ao limite de resistência a tração e (3) a tensão de ruptura.
7.1 - O número de coordenação (NC), representa o número de átomos vizinhos mais próximos a uma átomo de referência, em relação a estrutura cristalina do CCC( Cúbica de Corpo Centrado) qual seu número de coordenação.
R: 8
8 - 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).
R: 38%
8.1 - O que é limite de escoamento?
R: Tensão relecionada a uma deformação plástica convencionada.
9 - A barra de direção de um caminhão feita com aço Carbono SAE 1045 rompeu após o veículo ter percorrido 100.000. Em conseqüência 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?
R: Fratura por Fadiga iniciada por um provável defeito superficial originário do tratamento térmico.
9.1 - 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 
R: O limite de escoamento é um valor inferior a 200 MPa.
10 - 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.
R: Provavelmente o aço B possui resistência mecânica inferior ao açoA.
10.1 - 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.
R: Ao sofrer deformação a frio, os grãos não sofrem deformação suficiente para impactar nas propriedades mecânicas dos metais.
11 - Entre as propriedades mecânicas dos materiais podemos citar a tenacidade, resiliência e a ductilidade. Em relação a essas propriedades podemos afirmar que:
R: 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.
11.1 - 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:
R: Acima da temperatura de 727oC, tem-se a fase denominada de cementita e abaixo, tem-se ferrita e austenita.
12 - Ao sofrer deformação mecânica, o aço tem sua microestrutura 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.
R: Uma vez a estrutura encruada, só podemos recuperá-la a partir da fundição do material novamente.
12.1 - 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.
R: Apenas a II está correta.
13 - 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:
R: Alteração da cor da superfície do aço.
14 – Qual a diferença entre deformação elástica e deformação plástica?
R: 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.
15 - 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:
R: Entre os pontos C e D, manteve-se o aço a temperatura constante.
Princípios da Ciências e Tecnologia dos materiais AV2
1 - 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?
R: Polimerização
1.1 - 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: 
R: As linhas pontilhadas indicadas por A, B, C, D, E e T indicam tratamentos térmicos através de resfriamentos contínuos.
2 - Em relação à composição química, qual a principal diferença entre os aços e os ferros fundidos?
R: Os ferros fundidos apresentam maior quantidade de carbono que os aços;
3 - 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).
R: 0 a 2,0% e 2,0 a 6,7%
3.1 - 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.
R: Baixas temperaturas são nocivas às propriedades dos aços baixo carbono.
4 - Um perito foi incumbido de analisar as causas de um acidente de carro. Verificou que houve fratura das molas da suspensão, o que o levou a proceder exame microestrutural deste componente. Porém, ao examinar o componente da suspensão verificou que não havia erro na especificação do aço. Entre os aços a seguir citados, aponte aquele que MELHOR se encaixa nas especificações de aço para fabricação do componente que sofreu fratura. 
R: Aços PH.
5 - 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.
R: Aço austenítico.
6 - 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:
R: 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.
6.1 - A corrosão sob tensão é um fenômeno de corrosão localizada nos materiais por efeito do ambiente e da tensão mecânica de tração. A este respeito assinale a opção incorreta.
R: A corrosão sob tensão só pode ocorrer com tensões bem superiores ao limite de escoamento do material metálico.
6.2 - 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.
R: Geralmente apresentam teor de carbono superior a 1,5%.
7 - Em relação as seguintes afirmações feitas sobre os materiais metálicos: I) Os aços inoxidáveis são ligas que apresentam grande resistência a corrosão em uma grande variedade de ambientes; II) As propriedades anti-corrosivas dos aços inox são melhoradas com a adição de elementos de liga, o que também eleva o custo do material; III) As ligas leves além de apresentar elevada resistência a corrosão em diversos ambientes agressivos, também apresentam boa resistência mecânica específica, IV) Os aços ferramentas são ¿ligas de alto carbono¿ com outros elementos de liga, apresentando elevada resistência mecânica e elevada ductilidade.
R: Apena I, II e III estão corretas.
8 – 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:
R: Não alteram o tamanho de grão.
9 – 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.
R: Possuem como constituinte predominante em sua microestrutura a martensita.
10 - O recozimento pleno tem como objetivo principal:
R: diminuir a dureza, aumentando a usinabilidade
11 - Considerando-se o processo de austenitização dos Aços ao Carbono, associe: 
I- Martensita          (III) Resfriamento lento  ;                        
II- Bainita              ( I ) Resfriamento rápido  ; 
III- Perlita             ( II ) Resfriamento moderado    
                             ( II ) Resfriamento ao ar 
                             ( I ) Resfriamento em água 
R: III, I, II, II, I
12 - 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 ?
R: Alumínio e Bauxita.
13 - 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, NÂO podemos citar:
R: Bauxita.
14 - 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:
R: Diminuindo à resistência a tração.
15 - O alumínio é um 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:
R: Possuem alta resistência mecânica, porém nenhuma é mais resistente que o aço.
16 - Engenheiro: Aprendemos que a utilização de Diagramas de Equilíbrio está restrito a taxas de resfriamento baixas, sendo assim você foi apresentado aos Diagramas TTT, que consideram as transformações de fases para taxas de resfriamento de moderadas à elevadas. Como as Propriedades Mecânicas dos materiais e a sua utilização industrial estão diretamente relacionadas com o aparecimento das novas fases presentes, é muito importante que você conheça bem o nome dos Tratamentos Térmicos que a elas estão associadas. 
R: Todas as opções estão corretas.
17 - O cobre é o metal mais antigo manipulado pelo homem e transformado em utensílios úteis. Estima-se que as primeiras ferramentas tenham sido feitas por volta de 7.000 A.D na região entre os rios Tigres e Eufrates. Apesar da sua antiguidade, o Cobre encontrou lugar na metalurgia moderna, sendo ligado a vários outros elementos. A liga Cobre¿Zircônio (Cu-Zr) é um exemplo desta versatilidade. 
Com relação as características desta importante liga, NÂO podemos citar:
R: - O tratamento térmico não aumenta a condutividade elétrica do Cu-As que, neste caso, pode ser utilizado sem preocupação em instalações elétricas.
18 - A indústria 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 microestrutura 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. 
Para 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:
R: Todas estão corretas
19 - 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:
R: Alterando a composição do aço.
20 - 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:
R: Área Anódica
Perguntas que falta a resposta
Atualmente, consideram-se aços aço, consideramos todas as ligas Fe-C com teores de C inferiores a 2,11%. As propriedades destas ligas podem ser modificadas através da adição de elementos de liga, que podem aumentar a resistência mecânica dos aços, a resistência à corrosão, a estabilidade microestrutural a altas temperaturas, entre outras características. Entre os elementos abaixo e suas atuações como elementos de liga, assinale a opção INCORRETA.
Resposta:
 A presença de elementos de liga muda a posição das linhas dos diagramas de fase Fe-Fe3C.
A Ag, embora seja um elemento nobre e portanto caro, é comumente utilizada para aumentar a resistência do aço.
O Mn e Si são considerados ¿calmantes¿ dos aços.
Alguns elementos de liga atuam como estabilizadores da austenita e ferrita.
O S e P são elementos que fragilizam o aço.

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