Prova Atrasada 28112013

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Curso: Engenharia Mecânica Turma: EM2012 
Período letivo: 2013/2 Data: ____/___/2013 
Professor: Richard T. Lermen. 
Disciplina: Ciências dos Materiais. 
Estudante: _________________________________. 
 
Prova 
 
Instruções: 
 
- Para cada questão existe apenas UMA resposta 
certa. 
- Você deve ler cuidadosamente cada uma das 
questões e escolher a resposta certa. 
- Essa resposta deve ser marcada na GRADE DE 
RESPOSTAS ao final da Prova. 
- Marque as respostas primeiro a lápis e depois cubra 
com caneta esferográfica de tinta preta. 
- Marque apenas uma letra para cada questão, 
mais de uma letra assinalada implicará anulação 
dessa questão. 
- Responda a todas as questões. 
 
1. Materiais considerados inteligentes são os que 
representam uma categoria de materiais 
funcionais para os quais uma propriedade 
específica (ótica, mecânica, elétrica, magnética, 
etc.) pode responder a um estímulo (ambiental ou 
sinal de controle) de forma controlável. Assinale a 
alternativa que apresenta materiais considerados 
inteligentes. 
 
(A) liga com memória de forma e laminados grafite 
epoxi 
(B) materiais piezoelétricos e fluidos 
magnetoreológicos 
(C) laminados grafite-epoxi e fluidos 
magnetoreológicos 
(D) madeira e liga com memória de forma 
(E) fluidos eletroreológicos e ligas Fe–C. 
 
2. Os materiais cerâmicos cristalinos estão entre os 
materiais considerados mais duros e frágeis. Essas 
características são devidas à 
 
(A) elevada pureza desses materiais. 
(B) presença de muitos sistemas de escorregamento 
que dificultam o movimento das discordâncias. 
(C) presença de átomos eletricamente neutros. 
(D) presença de ligações covalentes que são 
relativamente fortes e à dificuldade de 
escorregamento. 
(E) presença de ligações iônicas que são 
relativamente fortes e ao número elevado de sistemas 
de escorregamento. 
3. Identifique se são verdadeiras (V) ou falsas (F) as 
afirmativas com relação às propriedades de 
materiais. 
 
( )A condutividade elétrica de materiais 
semicondutores é intermediária em relação à dos 
metais e materiais isolantes. 
( ) A ligação iônica origina compostos formados por 
um arranjo tridimensional de cátions e ânions e, por 
isso, possui elevada condutividade elétrica. 
( ) Os materiais cerâmicos não possuem plasticidade 
em decorrência do seu tipo de ligação química. 
( ) Chamamos de material dúctil aquele que suporta 
elevadas deformações sob baixas tensões. 
( ) Os materiais poliméricos apresentam 
condutividade elétrica maior do que os materiais 
semicondutores. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência 
CORRETA, de cima para baixo. 
(A) V – F – V – V – F 
(B) F – V – F – V – V 
(C) V – V – V – F – F 
(D) V – V – F – V – V 
(E) F – V – F – V – F. 
 
4. Os materiais são agrupados em três classificações 
básicas: metais, polímeros e cerâmicos. 
Adicionalmente existem outros três grupos de 
materiais importantes na engenharia. Acerca desse 
assunto, assinale a alternativa correta. 
 
(A) Os compósitos consistem na combinação de mais 
de um tipo de material. São exemplos de estruturas de 
compósito a fibra de vidro, a madeira e o cimento. 
(B) Os semicondutores apresentam elevada 
condutividade elétrica e não são isolantes elétricos. 
(C) Somente os metais são considerados biomateriais. 
(D) Com acréscimo de impurezas apropriadas, 
algumas cerâmicas exibem comportamento 
semicondutor. 
(E) Ligas como Ti6Al4V e NiTi não podem ser 
consideradas como biomateriais, pois apresentam 
elementos tóxicos em sua composição. 
 
5. Conceitua-se difusão atômica como sendo 
 
(A) uma unidade quântica de energia eletromagnética. 
(B) o transporte de massa através do movimento de 
átomos. 
(C) uma discordância que apresenta componentes em 
aresta. 
(D) o movimento de óxidos de transição 
estequiométrica. 
 
(E) a expansão e retração decorrentes da vibração 
entre átomos. 
 
6. Analise as seguintes preposições: 
 
I. A regra da alavanca e a relação empregada para 
determinar a fração de uma fase em uma mistura de 
duas ou mais fases. 
II. Entende-se por spin o momento angular de um 
elétron em torno do seu eixo, na sua orbita em volta 
do núcleo de um átomo. 
III. A anisotropia e a propriedade de um material de 
apresentar valores diversos de uma mesma 
propriedade em diferentes direções. 
IV. O íon e o átomo em que o valor absoluto das 
cargas dos prótons e igual ao valor absoluto das 
cargas dos elétrons. 
V. Na ciência dos materiais, entende-se por mol a 
quantidade de uma substancia que corresponde a 
6,023 x 1023 átomos ou moléculas. Esta(ão) 
correta(s), apenas: 
 
(A) I 
(B) I, II e IV 
(C) I, II, III e V 
(D) II, III e V 
(E) III 
 
7. A figura, a seguir, representa uma célula unitária 
CCC, cúbica de corpo centrado. Alguns elementos 
tais como: Cromo, Lítio, Molibdênio, Tântalo, 
Tungstênio e Vanádio apresentam este arranjo 
atômico ao se solidificarem. 
 
 
 
Qual é o fator de empacotamento desse arranjo 
atômico e qual a fração de átomos que ocupa o 
interior do cubo? 
 
(A) 0,68 e 4 átomos. 
(B) 0,68 e 2 átomos. 
(C) 0,74 e 2 átomos. 
(D) 0,74 e 4 átomos. 
(E) n.d.a. 
 
8. As discordâncias são defeitos cristalinos 
encontrados na maioria dos cristais e afetam 
principalmente a capacidade de o material 
deformar se plasticamente. A respeito desse 
assunto, assinale a alternativa correta. 
 
(A) Os tipos de discordâncias são em aresta e em 
espiral, não podendo ocorrer simultaneamente em um 
metal cristalino. 
(B) São defeitos cristalinos pontuais. 
(C) As discordâncias se movem com a mesma 
facilidade em todos os planos e direções 
cristalográficas. 
(D) A formação, o movimento e o bloqueio do 
movimento das discordâncias aumentam a resistência 
mecânica de muitos materiais. 
(E) Na discordância em aresta, o vetor de burgers é 
paralelo à direção da linha de discordância. 
 
9. Analise as seguintes preposições a seguir. 
 
I. Em um solido iônico, entende-se como defeito de 
Frenkel um par cátion-lacuna e cátion-intersticial. 
II. Uma estrutura cristalina e aquela em que os 
átomos se dispõem ao acaso, e não se agrupam em 
moléculas. 
III. A ductilidade e a propriedade do material em ser 
submetido a uma deformação elástica antes da 
ruptura. 
IV. Entende-se como discordância um defeito 
cristalino linear ao redor do qual existe um 
desalinhamento atômico. 
V. Polímero em rede e aquele composto por unidades 
mero que formam moléculas bidimensionais. 
Estão corretas, apenas: 
 
(A) I e II 
(B) I e III 
(C) I e IV 
(D) II e III 
(E) II e V. 
 
10. Indique se são verdadeiras (V) ou falsas (F) as 
afirmativas em relação aos diagramas de 
equilíbrio de fases. 
 
( ) O diagrama de equilíbrio de fases de uma liga 
metálica permite predizer o desenvolvimento da 
microestrutura de liga. 
( ) Diagramas de equilíbrio de fases são também 
conhecidos como diagrama TTT (Tempo, 
Temperatura, Transformação). 
( ) O diagrama de fase é também conhecido como 
diagrama isotérmico. 
( ) O diagrama de fase fornece as 
fases/microconstituintes presentes no material em 
cada temperatura. 
 
( ) O diagrama de fase fornece a composição e 
porcentagem das fases/microconstituintes em 
equilíbrio em cada temperatura. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência 
CORRETA, de cima para baixo. 
(A) V – F – F – V – V 
(B) V – V – F – V – F 
(C) F – V – F – V – F 
(D) F – V – V – V – F 
(E) V – V – F – F – V 
 
11. O reticulado cristalino do ferro, na forma 
alotrópica delta, é: 
 
(A) Cúbico Simples; 
(B) Cúbico de corpo centrado; 
(C) Cúbico de face centrada; 
(D) Hexagonal compacto; 
(E) Tetragonal. 
 
Texto para responder às questões 12 e 13. 
 
Uma liga com 1,5 %C (% mássica) é fundida a 1.500 
oC, sendo a seguir resfriada lentamente, em condições 
que podem ser consideradasde equilíbrio. 
 
 
 
 
 
Figura. Diagrama de equilíbrio Fe –C 
 
12. Assinale a alternativa que apresenta 
respectivamente a primeira fase a se solidificar, os 
constituintes dessa liga a 720 ºC, e as suas 
proporções relativas. 
 
(A) austenita; perlita (cementita eutetóide + ferrita) – 
88%; e cementita proeutetóide – 12% 
(B) austenita; perlita (cementita eutetóide + ferrita) – 
78%; e cementita proeutetóide – 22% 
(C) cementita; perlita (cementita eutetóide + ferrita) – 
100% 
(D) austenita; perlita (cementita eutetóide + ferrita) – 
12%; e cementita proeutetóide – 88% 
(E) ferrita delta; perlita (cementita eutetóide + ferrita) 
– 100% 
 
13. Assinale a alternativa que apresenta a 
microestrutura que a liga deve apresentar à 
temperatura ambiente, após preparação 
metalográfica. 
 
(A) 
 
(B) 
 
(C) 
 
(D) 
 
 
 
 
(E) 
 
 
14. No estudo da ciência dos materiais, entende-se por 
“grão”: 
 
(A) um componente ou elemento de uma solução de 
baixa concentração. 
(B) o produto de uma transformação austenítica 
encontrado em ferros fundidos. 
(C) um cristal individual em uma cerâmica ou em um 
metal policristalinos. 
(D) uma falha que resulta da ação simultânea de uma 
tensão cíclica e ataque químico. 
(E) um único quantum de energia sempre vibracional 
e ocasionalmente elástica. 
 
15. Assinale a alternativa CORRETA. 
 
A microestrutura de um aço de composição eutetóide 
que foi aquecido até 900 oC e subsequentemente 
resfriado lentamente até a temperatura ambiente é 
basicamente constituída por: 
 
(A) ferrita. 
(B) cementita pró-eutetóide e ferrita. 
(C) ferrita pró-eutetóide e perlita. 
(D) cementita. 
(E) perlita. 
 
16. Numa análise metalográfica de dois aços ao 
carbono que não sofreram tratamento térmico, 
sendo um hipo-eutetóide, com 0,38% C, e o outro 
hiper-eutetóide, com 1,4% C, a constituição dos 
grãos observados ao microscópio são, 
respectivamente (no hipo e no hiper-eutetóide): 
 
(A) austenita e martensita; cementita e perlita. 
(B) ferrita e cementita; ferrita e austenita. 
(C) ferrita e perlita; cementita e perlita. 
(D) perlita e ferrita; perlita e austenita. 
(E) martensita e ferrita; martensita e cementita. 
17. Indique se são verdadeiras (V) ou falsas (F) as 
afirmativas em relação ao exame microscópico no 
estudo da caracterização de materiais. 
 
( ) O exame micrográfico permite correlacionar a 
microestrutura do material com o processo de 
fabricação. 
( ) O exame micrográfico correlaciona a 
microestrutura do material com as propriedades 
mecânicas. 
( ) O exame da microestrutura permite saber se o 
tratamento térmico foi realizado corretamente no 
material. 
( ) O exame micrográfico permite correlacionar a 
microestrutura do material com a sua composição. 
( ) O exame da microestrutura é usado para 
determinar o modo de fratura do material. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência 
CORRETA, de cima para baixo. 
 
(A) F – F – V – V – V 
(B) V – V – F – V – V 
(C) F – V – F – V – F 
(D) V – V – V – V – V 
(E) V – F – V – F – V 
 
18. Os aços ao carbono são materiais frequentemente 
utilizados na fabricação de componentes 
mecânicos. Esses podem apresentar diferentes 
fases em função do processamento mecânico ou 
térmico. Associe as seguintes fases às suas 
características, numerando a segunda coluna de 
acordo com a primeira. 
 
1.Ferrita delta 
 
2. Austenita 
 
3. Martensita 
 
4. Ferrita alfa 
( ) arranjo atômico cúbico de 
face centrado, não magnética, 
e solubilidade máxima de 
carbono de aproximadamente 
2,11%. 
( ) arranjo atômico cúbico de 
corpo centrado, não 
magnética, e solubilidade 
máxima de carbono de 
aproximadamente 0,09%. 
( ) arranjo atômico tetragonal 
de corpo centrado, obtida por 
meio de têmpera, cuja dureza 
depende do teor de carbono 
da liga. 
( ) arranjo atômico cúbico de 
corpo centrado, magnética até 
o ponto Curie, solubilidade 
máxima de carbono de 
aproximadamente 0,008%. 
 
 
A ordem correta é 
 
(A) 2, 3, 4, 1. 
(B) 4, 2, 3, 1. 
(C) 2, 1, 3, 4. 
(D) 3, 2, 1, 4. 
(E) 1, 2, 3, 4 
 
19. Indique se são verdadeiras (V) ou falsas (F) as 
afirmativas em relação ao que pode ser observado 
na análise microestrutural do material metálico 
por Microscopia Óptica (MO). 
 
( ) Grãos do material policristalino. 
( ) Estrutura cristalina. 
( ) Discordâncias. 
( ) Inclusões. 
( ) Fases presentes. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência 
CORRETA, de cima para baixo. 
 
(A) V – V – F – F – V 
(B) V – V – F – F – F 
(C) F – V – F – V – F 
(D) F – V – V – V – F 
(E) V – F – F – V – V. 
 
20. Assinale a alternativa CORRETA. A 
microestrutura da amostra metálica pode ser 
analisada quando observada em: 
 
(A) fluorescência de raios X. 
(B) difratômetro de raios X. 
(C) microscópio óptico de luz transmitida. 
(D) microscópio óptico de luz refletida. 
(E) espectroscopia Auger. 
 
21. Com relação ao tratamento térmico denominado 
têmpera, é correto afirmar que: 
 
(A) Visa à obtenção de perlita; 
(B) Exige, geralmente, resfriamento lento, a partir da 
temperatura de austenitização; 
(C) A escolha do meio de resfriamento não depende 
da dureza final desejada e nem da capacidade de 
endurecimento do aço; 
(D) Deve ser realizado após o revenido; 
(E) O constituinte obtido no final do tratamento é a 
martensita que transfere sua elevada dureza e grande 
fragilidade ao aço. 
 
22. Os ferros fundidos formam uma classe de ligas 
ferrosas que possuem teores de carbono acima de 
2,14% p. Acerca desses materiais, assinale a 
alternativa correta. 
 
(A) O ferro fundido cinzento apresenta uma boa 
ductilidade quando submetido à tração. 
(B) A adição de pequenas quantidades de Mg ou Ce 
no aço antes da fundição produz uma microestrutura 
com grafitas na forma de nódulos ou esferas, 
chamada de ferro fundido dúctil. 
(C) Ferros fundidos maleáveis apresentam baixo teor 
de silício (menos de 1% p) e, ao serem resfriados 
rapidamente, obtêm uma microestrutura com 
cementita precipitada em vez de grafita. 
(D) Ao aquecer o ferro maleável a temperaturas entre 
800 °C e 900 °C por um período prolongado a 
cementita se decompõe formando grafita na forma de 
rosetas. Este tipo de ferro é o fundido branco. 
(E) O ferro fundido cinzento apresenta precipitados 
de grafita na forma de flocos e, por isso, não é muito 
eficiente no amortecimento de energia vibracional. 
 
23. A figura, a seguir, representa a fotomicrografia de 
um ferro fundido. 
 
 
 
Considerando que os nódulos escuros sejam grafita e 
o restante ferrita, analise as afirmativas e assinale (V) 
para as verdadeiras e (F) para as falsas. 
 
( ) Trata-se de um ferro fundido cinzento nodular com 
matriz ferrítica. 
( ) Trata-se de um material que passou por tratamento 
térmico de nodulização. 
( ) Trata-se de um material que não apresenta 
deformação plástica ao se romper durante um ensaio 
de tração. 
( ) Trata-se de um material cuja dureza é 
aproximadamente 65HRC, devido à presença de 
grafita nodular. 
 
 
A sequência correta é 
 
(A) F, V, V, F. 
(B) F, F, F, V. 
(C) V, F, V, F. 
(D) V, F, F, F. 
(E) V, V, V, V. 
 
24. A estrutura bainita é tão dura quanto a martensita, 
porém é mais tenaz, podendo substituir a 
martensita revenida. O tratamento isotérmico que 
visa à obtenção desta estrutura no aço é 
denominado: 
 
(A) Martêmpera; 
(B) Revenido; 
(C) Austêmpera; 
(D) Recozimento isotérmico; 
(E) N.d.a. 
 
25. Em relação aos tratamentos térmicos dos aços, é 
FALSO afirmar que: 
 
(A) O revenido é realizado a uma temperatura inferior 
à zona crítica; 
(B) A normalização tem por objetivo refinar e 
homogeneizar a estrutura do aço; 
(C) Para peças de pequenas dimensões, o recozimento 
pleno pode ser substituído pelo recozimento 
isotérmico; 
(D)O recozimento é realizado em três etapas: 
deformação, austenitização e crescimento de grão; 
(E) Uma das principais finalidades do recozimento é 
eliminar o efeito do encruamento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
GRADE DE RESPOSTAS (2) 
 
Nome: _____________________________________ 
 
Acertos:_________. NOTA:__________ 
 
No Alternativas 
1 (A) (B) (C) (D) (E) 
2 (A) (B) (C) (D) (E) 
3 (A) (B) (C) (D) (E) 
4 (A) (B) (C) (D) (E) 
5 (A) (B) (C) (D) (E) 
6 (A) (B) (C) (D) (E) 
7 (A) (B) (C) (D) (E) 
8 (A) (B) (C) (D) (E) 
9 (A) (B) (C) (D) (E) 
10 (A) (B) (C) (D) (E) 
11 (A) (B) (C) (D) (E) 
12 (A) (B) (C) (D) (E) 
13 (A) (B) (C) (D) (E) 
14 (A) (B) (C) (D) (E) 
15 (A) (B) (C) (D) (E) 
16 (A) (B) (C) (D) (E) 
17 (A) (B) (C) (D) (E) 
18 (A) (B) (C) (D) (E) 
19 (A) (B) (C) (D) (E) 
20 (A) (B) (C) (D) (E) 
21 (A) (B) (C) (D) (E) 
22 (A) (B) (C) (D) (E) 
23 (A) (B) (C) (D) (E) 
24 (A) (B) (C) (D) (E) 
25 (A) (B) (C) (D) (E)