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MATERIAIS 
8a aula 
Lupa 
 
 
 
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CCE1050_EX_A8_201708221646_V1 11/06/2018 08:14:20 (Finalizada) 
EDINALDO JOVENCIO 2018.1 
CCE1050 - FRATURA DOS MATERIAIS 201708221646 
 
 
 
Ref.: 201709374887 
 
 
 1a Questão 
 
 
Alguns metais como o cromo, o ferro, o níquel, o titânio e alumínio e suas ligas apresentam a 
capacidade de criar uma camada de óxido muito fina e aderente, que desempenha o papel de 
isolar o material da atmosfera oxidante, como mostrado esquematicamente na figura. 
 
Identifique o item que apresenta a CORRETA denominação deste fenômeno. 
 
 
Cementação. 
 
Abrasão. 
 
Corrosão. 
 
Passivação. 
 
Ativação. 
 
 
Explicação: O fenômeno é denominado de passivação, termo que sugere que o corpo se torna 
passivo em relação a corrosão. 
 
 
 
 
Ref.: 201709374872 
 
 
 2a Questão 
 
 
No que se refere à corrosão dos metais, podemos entender o processo a partir de reações 
eletroquímicas, em que há uma reação de oxidação (perda de elétrons) e outra reação de redução 
(ganho de elétrons). O local em que ocorre a oxidação é denominado de anodo, enquanto o local 
onde ocorre a redução é o catodo. 
Considerando um metal genérico "M", identifique o item CORRETO. 
 
 Reação de oxidação: M ⇒ Mn+ + ne- (catodo) 
 Reação de oxidação: M ⇒ Mn+ + ne- (anodo) 
 Reação de oxidação: M ⇒ Mn+ - ne- (anodo) 
 Reação de redução: Mn+ + ne- ⇒ M (anodo) 
 Reação de redução: M ⇒ Mn+ + ne- (anodo) 
 
 
 
 
Ref.: 201709373608 
 
 
 3a Questão 
 
 
Entre as medidas utilizadas para se evitar a correção galvânica, podemos citar, 
com EXCEÇÃO de: 
 
 Colocar em contato metais que estejam próximos na série galvânica. 
 
Adotar uma razão entre áreas anodo/catodo o maior possível 
 
Tentar isolar eletricamente os dois metais que construirão a junção. Adotar um terceiro 
metal com características anódicas mais acentuadas que os outros dois metais que 
participam do componente. 
 Adotar um anodo de sacrifício com material mais nobre que os outros dois materiais que já 
participam da estrutura. 
 
Isolar os dois metais que participam do componente para que não tenham contato. 
 
 
 
 
Ref.: 201709374890 
 
 
 4a Questão 
 
 
O aço inoxidável é um material apresenta altos teores de cromo (~11%) em solução sólida, o que 
permite ao mesmo quando em contato como oxigênio formar uma fina camada de óxido de cromo, 
tão fina que se torna imperceptível ao olho humano, protegendo-o contra a corrosão. Identifique 
o item que apresenta a CORRETA denominação deste fenômeno. 
 
 
Ativação. 
 
Corrosão. 
 
Abrasão. 
 Cementação. 
 
Passivação. 
 
 
Explicação: O fenômeno recebe o nome de passivação, sugerindo que o material se torna inerte 
(ou passivo) em relação a corrosão. 
 
 
 
 
Ref.: 201709374885 
 
 
 5a Questão 
 
 
A composição de eletrodos metálicos e soluções eletrolíticas é denominada de pilha eletrolítica. 
No caso particular de eletrodos de Fe-Cu, como exemplificado na figura, identifique a o 
item CORRETO. 
 
 
 Reação de oxidação: Fe ⇒ Fe2+ + 2e- (anodo) 
 Reação de oxidação: Fe + 2e- ⇒ Fe2+ (anodo) 
 Reação de redução: Cu2+ + 2e-⇒ Cu (anodo) 
 Reação de redução: Cu2+ ⇒ Cu + 2e- (catodo) 
 Reação de oxidação: Fe ⇒ Fe2+ + 2e- (catodo) 
 
 
Explicação: 
A reação de oxidação tem como característica a perda de elétrons, o que pode ser visto em "Fe ⇒ 
Fe2+ + 2e- "; e o eletrodo em que isso ocorre é denominado de anodo. 
 
 
 
Ref.: 201709374898 
 
 
 6a Questão 
 
 
Existem diversos casos de fratura sob corrosão, entre os quais aquele que ocorre tipicamente em 
aços inoxidáveis (a) em atmosfera de cloreto de sódio e nas ligas de cobre, como os latões (b), em 
ambiente amoniacal, como observado na figura a seguir. 
 
Identifique a opção que menciona corretamente o tipo de corrosão de que trata o texto anterior: 
 
 
Fragilização por hidrogênio. 
 
Corrosão sob fadiga. 
 
Corrosão sob tensão. 
 
Corrosão-erosão. 
 
Corrosão galvânica. 
 
 
 
 
Ref.: 201709382044 
 
 
 7a Questão 
 
 
A série galvânica dos elementos e substâncias descreve a maior ou menor susceptibilidade destes 
em se comportar como anodo ou catodo . Entre os elementos a seguir, selecione aquele que 
apresenta MAIOR caráter anódico: 
 
 
 
Platina. 
 
Magnésio. 
 
Zinco. 
 
Chumbo. 
 
Ouro. 
 
CCE1050_EX_A9_201708221646_V1 11/06/2018 08:15:32 (Finalizada) 
EDINALDO JOVENCIO 2018.1 
CCE1050 - FRATURA DOS MATERIAIS 201708221646 
 
 
 
Ref.: 201709374698 
 
 
 1a Questão 
 
 
A mecânica da fratura linear elástica - MFLE é utilizada em conjunto com as modelagens químicas 
para compreensão do fenômeno da corrosão, sendo ferramenta essencial no entendimento das 
condições que conduzem a fratura. Com relação a MFLE só NÃO podemos afirmar: 
 
 
Embora seja um método consagrado para determinação em laboratório do valor de KIC, 
descrito na norma ASTM E-399, sua variação para utilização em ambientes corrosivos não 
se encontra ainda normatizada, 
 
Na adaptação do método para uso em corrosão, constata-se que existe um valor K abaixo 
do qual não ocorre crescimento subcrítico de trinca (KIEAC do material, onde EAC é - 
"Environment Assisted Cracking"). 
 O valor de KIEAC de aços e ligas de titânio aparece bem definido no gráfico obtido por este 
ensaio para obtenção de KIC. 
 
O dispositivo adaptado para utilização em meio corrosivo possui uma célula de corrosão 
com solução que simula o efeito do ambiente em que a peça irá operar. 
 O valor de KIEAC para ligas de alumínio é o que possui maior definição no gráfico obtido por 
este ensaio para obtenção de KIC. 
 
 
Ref.: 201709374900 
 
 
 2a Questão 
 
 
Existe um tipo de corrosão que afeta as borrachas como o estireno e o nitrilo butadieno entre outros 
(figura a seguir). Na presença de ozônio, o fenômeno se torna mais intenso, uma vez que este 
composto afeta as ligações duplas presentes nestes compostos, diminuindo a resistência mecânica 
dos mesmos. 
 
Identifique a opção que menciona corretamente o tipo de corrosão de que trata o texto anterior: 
 
 
Corrosão-erosão. 
 
Corrosão sob tensão. 
 
Corrosão galvânica. 
 
Corrosão sob fadiga. 
 
Fragilização por hidrogênio. 
 
 
 
Ref.: 201709374891 
 
 
 3a Questão 
 
 
Considerando o fenômeno da fragilização por hidrogênio, podemos afirmar, com EXCEÇÃO de: 
 
 
A susceptibilidade dos materiais a este fenômeno é variável. Para aços de altíssima 
resistência mecânica (1.600 MPa), o hidrogênio presente no ar atmosférico pode gerar 
significativa diminuição KIEAC. 
 
As ligas de estrutura atômica cúbica de face centrada (CFC) como os aços inoxidáveis 
austeníticos, as ligas de alumínio e as ligas de cobre possuem boa resistência a fragilização 
por hidrogênio. 
 O hidrogênio molecular H2, assim como hidrogênio atômico, H, provoca o que normalmente 
denominamos de "fratura por fragilização por hidrogênio". 
 
Como forma de minimizar o problema causado pelo hidrogênio, pode-se considerar a 
execução de tratamento térmico que promova a difusão do hidrogênio através da rede 
cristalina e sua consequente saída do material. 
 
Este tipo de fragilização ocorre quando o hidrogênio atômico encontra-se inserido na rede 
cristalina do material. 
 
 
Explicação: 
A frase correta seria "o hidrogênio molecular H2, diferentemente do hidrogênio atômico, H, não 
provoca o que normalmente denominamos de "fratura por fragilização por
hidrogênio". 
 
 
Ref.: 201709374894 
 
 
 4a Questão 
 
 
A susceptibilidade do material à fratura assistida pelo ambiente é verificada por ensaios com 
corpos lisos, submetidos a ambientes degradadores, que simulam o ambiente no qual o material 
será utilizado, como mostrado na figura a seguir. O ensaio registra o tempo em função da carga 
utilizada, determinando o tempo em que a fratura se manifestará no material naquelas condições. 
 
Com relação a esse ensaio, NÃO podemos afirmar: 
 
 
Existem casos em que o material na forma de corpo de prova liso (sem entalhes ou defeitos 
superficiais) apresenta grande resistência à fratura sob as condições de ensaio, porém 
baixíssima resistência se há a presença de entalhes ou mesmo o surgimento de formas 
semelhantes a estes, como os pites de corrosão. 
 
Um dos corpos de prova (em uma sequência de corpos de prova), por exemplo, pode 
apresentar grande resistência a nucleação, porém baixíssima resistência a propagação; no 
outro, poderemos ter uma inversão deste comportamento, ou seja, baixa resistência a 
nucleação e alta resistência a propagação de trinca. 
 Dois corpos de prova fabricados com o mesmo material submetidos às mesmas condições 
podem apresentam tempos complemente diferentes distribuídos entre os fenômenos de 
nucleação e propagação de trincas. 
 
As técnicas utilizadas nos ensaios não permitem discriminar o tempo de nucleação e 
propagação de trincas, registrando apenas o tempo entre o início do ensaio e a fratura do 
material. 
 A mecânica da fratura linear elástica - MFLE e seus elementos, entre os quais o fator de 
intensidade de tensões (K), juntamente com as informações obtidas em ensaios (e 
interpretadas considerando suas limitações) não oferece ferramentas aos engenheiros 
projetistas na construção de estruturas que venham a trabalhar em meios agressivos. 
 
 
Explicação: 
A mecânica da fratura linear elástica nos oferece, entre outras ferramentas, o conceito KIEAC do 
material, onde EAC é - "Environment Assisted Cracking". 
 
 
Ref.: 201709374699 
 
 
 5a Questão 
 
 
Com relação ao fenômeno da "fadiga assistida pelo meio ambiente", NÃO podemos afirmar: 
 
 
As formas de corrosão desempenham papel fundamental neste fenômeno, criando 
concentradores de tensão. 
 A fadiga sob corrosão é uma rara ocorrência em peças metálicas que operam em 
ambientes de atmosfera salina. 
 Formas de evitar a fadiga sob corrosão conjugam as formas vistas de se evitar o fenômeno 
da corrosão em conjunto com o fenômeno da fadiga. 
 
A corrosão por pites cria pequenos orifícios na superfície do material, fazendo o papel de 
pequenas trincas superficiais. 
 
A frequência dos esforços cíclicos influencia a fadiga sob corrosão, pois quanto menor a 
frequência, maior o tempo em que a trinca ficará submetida a esforços trativos e, portanto, 
aberta, sendo exposta a atmosfera oxidante. 
 
 
Explicação: 
Em atmosfera salina temos a corrasão como um fenômeno comum; e quando a peça está 
submetida a esforços cíclicos, temos corrão e fadiga atuando simultaneamente. 
FRATURA DOS MATERIAIS 
10a aula 
Lupa 
 
 
 
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CCE1050_EX_A10_201708221646_V3 11/06/2018 08:20:39 (Finalizada) 
EDINALDO JOVENCIO 2018.1 
CCE1050 - FRATURA DOS MATERIAIS 201708221646 
 
 
 
Ref.: 201709374701 
 
 
 1a Questão 
 
 
Na seleção de materiais que envolvem esforços cíclicos, utilizamos: 
 
 
A tenacidade a fratura. 
 A expressão de Larson-Miller. 
 
Os gráficos de concentradores de tensão. 
 A expressão da/dN. 
 
A tenacidade a fratura crítica. 
 
 
Explicação: A expressão da/dN nos fornece a taxa de propagação da trinca quando corpo é 
submetido a esforços cíclicos. 
 
 
 
 
Ref.: 201709374700 
 
 
 2a Questão 
 
 
Na seleção de materiais que envolvem tensão e temperatura, utilizamos: 
 
 
Os gráficos de concentradores de tensão. 
 
A tenacidade a fratura. 
 A expressão de Larson-Miller. 
 
A tenacidade a fratura crítica. 
 
A expressão da/dN. 
 
 
Explicação: Larson-Miller é o método de extrapolação associado ao fenômeno da fluência, 
fenômeno que envolve tensão e temperatura. 
 
 
 
 
Ref.: 201709374913 
 
 
 3a Questão 
 
 
Considere uma placa de alumínio de comprimento semi-infinito (muitas ordens de grandeza superior 
ao comprimento "a" da trinca), como mostra a figura a seguir. 
 
Considerando que o comprimento inicial da trinca é igual a 2 mm, calcule o número de ciclos para 
a trinca atingir o comprimento de 8mm. Considere também que a placa é submetida a uma tensão 
cíclica entre 10 MPa e 70 MPa, que o expoente da Lei de Paris é 3 e que o valor de ∆K para da/dN 
= 10-9 m/ciclo é 3,0 MPa. 
OBS: Assuma que Y=1,1 e considere que o número de ciclos é dado por: 
 
 
 
50.000 ciclos aproximadamente. 
 
60.000 ciclos aproximadamente. 
 
40.000 ciclos aproximadamente. 
 80.000 ciclos aproximadamente. 
 
70.000 ciclos aproximadamente. 
 
 
Explicação: 
 
 
 
 
Ref.: 201709374910 
 
 
 4a Questão 
 
 
Uma peça quadrada de lado igual a 50mm, espessura igual a 20mm foi fabricada com aço SAE 
1020. Para prendê-la a parede, foi feito um furo circular central de diâmetro igual a 10mm, pelo 
qual passará um parafuso, como na figura a seguir. 
 
Sabendo-se que a força a ser aplicada na mesma é igual a 100 kN, e que o limite de escoamento 
do aço é 200MPa, determine a tensão máxima nos arredores do furo. 
 
 
250 MPa. 
 
300 MPa. 
 
100 MPa. 
 313 MPa. 
 
150 MPa. 
 
 
 
 
Ref.: 201709374911 
 
 
 5a Questão 
 
 
Um aço inoxidável será utilizado na fabricação de uma peça que será submetida a tensão de 
150MPa a temperatura de 900K. Com base nas informações fornecidas, determine 
aproximadamente a vida do componente até a ruptura. 
OBS: O parâmetro de Larson-Miller é fornecido pelo gráfico da figura a seguir. 
 
 
 
181 horas. 
 
151 horas. 
 191 horas. 
 
171 horas. 
 
161 horas. 
 
 
Explicação: 
Observando o gráfico anterior, tem-se que para a tensão mencionada, o parâmetro de Larson-
Miller é igual a 31.750. Utilizando a expressão m =T (C+logtr), tem-se: 31.750 =900 (33+logtr) 
⇒ 35,28=33+ logtr ⇒ logtr= 35,28 -33 ⇒ logtr= 2,28 ⇒ tr= 102,28 ⇒ 190,54 horas. 
 
 
 
Ref.: 201709374912 
 
 
 6a Questão 
 
 
Na seleção de materiais que envolvem propagação de trinca a partir de tensão crítica, 
utilizamos: 
 
 A tenacidade a fratura crítica. 
 
A expressão de Larson-Miller. 
 
A tenacidade a fratura. 
 
Os gráficos de concentradores de tensão. 
 
A expressão da/dN.