Questionário Completo Prova 2

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MCM 3 – Matéria da 2ª Prova 
 
 
1. O que são materiais não ferrosos? R: São materiais que ou não possuem %p de ferro em sua 
composição ou a possuem em quantidades baixas, não sendo suficiente para caracterizar como 
material ferroso. 
2. Quais as características principais do Cobre? R: O cobre é extremamente dúctil e macio. Tem 
efeito bactericida e possui ótima condutividade térmica e elétrica. Sua usinagem é complicada 
por que o Cobre “encrusta” nas ferramentas. Apresenta boa resistência à corrosão e elevada 
densidade. Tem baixa resistência mecânica e baixo ponto de fusão. Quando o cobre é puro, é 
utilizado em trocadores de calor e componentes eletrônicos, sendo que para obtê-lo puro, faz-se 
um processo de eletrólise, caro. Não se usa o cobre como componente estrutural. 
3. Cite as principais ligas a base de Cobre. R: Latão e o Bronze 
4. O que é o Latão? Quais suas características? R: Latão é uma liga a base de cobre e zinco, 
amplamente usada em bijuterias e moedas, devido a sua elevada ductilidade. Essa ductilidade 
está relacionada a %p de Zinco na liga. Quando essa porcentagem está abaixo dos 30%, o latão é 
muito dúctil e de fácil conformação a frio, de modo que haja um sistema monofásico, onde o 
zinco está totalmente misturado ao latão. Quando essa porcentagem está acima de 30 %, forma-
se um sistema bifásico, com uma fase mais resistente e outra menos. A conformação a frio é mais 
difícil e essa liga é utilizada na fabricação de válvulas. Vale lembrar que uma liga de latão 
dificilmente chega aos 50%p de Zinco, pois perderia as características do Cobre. As ligas forjadas 
são obtidas a partir de deformação plástica (alta %p Zn). As ligas fundidas são obtidas por 
fundição (baixa %p Zn). 
5. O que é o Bronze? Quais suas características? R: Bronze é uma liga formada, principalmente, 
por Cobre e Estanho. Mas pode haver ligas de Cobre e Ferro, Cobre e Alumínio e Cobre e Berílio. 
A resistência mecânica do Bronze é um pouco superior a do Latão. As ligas de Cobre e Berílio são 
as mais resistentes do Bronze, por serem ligas forjadas e obtidas por endurecimento por 
precipitação. Possuem elevado limite por tração e alta resistência mecânica. São usadas em 
molas e válvulas. 
6. O que é endurecimento por precipitação? Como se obtém? R: Endurecimento por 
precipitação é o principal meio de se ganhar resistência mecânica em metais não ferrosos. Seu 
procedimento é parecido com o da tempera, com a diferença que aqui não se formará 
martensita. Podemos fazer dois tratamentos para se conseguir o endurecimento por 
precipitação: 
1. Solubilização: Após a peça pronta faz-se um tratamento térmico para solubilizar a fase 
gama. Depois se faz um resfriamento rápido de modo a “congelar” a fase cobre, obtendo 
uma fase rica em berílio não estável. Essa solução supersaturada oferece maior 
resistência mecânica uma vez que os átomos estarão distorcendo a estrutura. Então, 
qualquer energia mecânica ou térmica aplicada ao material fará essa solução precipitar. 
2. Precipitação: Semelhante ao revenimento é feita na temperatura do campo bifásico. Os 
átomos de berílio começam a se movimentar e promovem uma distorção na rede, 
aumentando a resistência mecânica e a dureza. Quanto mais átomos de berílio se juntam, 
maior a distorção e maior a resistência mecânica. Mas tem um limite: não pode formar 
uma 2ª fase que, caso formado, afetará a resistência mecânica, diminuindo-a. 
7. Quais as características principais do Alumínio? R: Possui baixa densidade e é facilmente 
encontrado no mercado. Apresenta ótima reciclabilidade e boas condutividades térmica e 
elétrica. Tem excelente ductilidade e boa resistência a corrosão. Contudo, seu baixo ponto de 
fusão é seu fator limitante. 
8. Porque usamos o “Alumínio Aeronáutico”? R: O alumínio aeronáutico é uma superliga obtida 
através de precipitação. A vantagem é se obter um material extremamente leve e com resistência 
à nível de aços. Contudo, cobra-se um alto preço por isso. Geralmente empregada em aeronaves, 
onde fatores de segurança são elevadíssimos e não podem ocorrer falhas em hipótese alguma. 
9. Como se dá a proteção contra corrosão do Alumínio e dos Aços Inox? R: Quando se faz um 
arranhão ou um leve desbaste, a camada oxidada impede que o oxigênio penetre nesses 
materiais, não os deixando oxidar. Vale lembrar que desbastes agressivos podem não permitir 
que se crie uma camada protetora. 
10. Qual a importância de se conhecer o Histórico do Processo? R: Podemos saber como as 
propriedades dos materiais foram alteradas por meio de tratamentos térmicos e ou 
conformação. Dessa forma, é possível estipular aplicação com base na resistência mecânica e 
ductilidade com mais facilidade. 
11. Quais as características principais do Magnésio? R: Seu ponto principal é a sua baixíssima 
densidade. Geralmente aplicado em rodas e volantes, tem a contrapartida de ter baixa resistência 
a impactos. Outro ponto negativo é ser altamente reativo, sendo obtido por meio da fundição. 
Ele é chamado de plástico de engenharia. 
12. Quais as características principais do Titânio? R: É um material biocompatível, ou seja, pode 
ser usado em próteses. Possui elevada densidade e excelente resistência mecânica. Possui alto 
ponto de fusão e usado como elemento de liga de aços. Utilizado em aplicações que se precisa 
alta resistência mecânica e a temperatura. Usado em aeronaves. Em contrapartida, ele é bastante 
reativo quando se tenta obtê-lo na forma pura. 
13. Quais as características principais dos Metais Refratários? R: Possuem elevado ponto de 
fusão. São obtidos através da metalurgia do pó. Exemplos mais comuns são o Ouro, a Prata e 
Platina. Sua fusão é feita por feixe de elétrons. Seu uso envolve aplicações com elevadas 
temperaturas, como eletrodos de solda e filamentos de lâmpada. Além disso, pode ser usado 
como elemento de liga. 
14. Quais as características principais das Superligas? R: São ligas que trabalham próximas ao seu 
ponto de fusão. Usadas em condições extremas. Não são metais específicos, mas precisam ter 
como elemento primário: o Cobalto, o Ferro ou o Níquel. São ligas desenvolvidas para serem 
usadas em turbinas de aeronaves. Possuem como elementos de liga o titânio, Nióbio e 
Tungstênio. São extremamente caras. 
15. Quais as características principais dos Metais Nobres? R: Estão na forma de metais puros, 
sem formar ligas. São excelentes condutores elétricos. A platina, por exemplo, é usada em 
termopares e em processos químicos de purificação. 
16. Qual a influência da microestrutura e suas propriedades nos materiais não ferrosos? R: 
Influenciam nas propriedades dos materiais, como ductilidade e resistência mecânica. 
17. O que é corrosão? R: Corrosão é a deterioração das propriedades físico-químicas de um 
material 
18. Como ela ocorre nos metais, cerâmicas e polímeros? R: Nos metais ela é eletroquímica, onde 
um material reduz e outro oxida. Há uma perda significativa de material por dissolução, formação 
de incrustação ou oxidação. Nas cerâmicas ela ocorre em temperaturas mais elevadas ou em 
meios extremamente agressivos, de modo a deteriorar o material, quebrando ligações e 
perdendo suas características e composição natural. Nos polímeros usamos o termo degradação, 
uma vez que podem sofrer alterações em suas estruturas moleculares por meio de exposição a 
solventes e radiação eletromagnética. 
19. Qual a diferença entre oxidação e redução? R: Oxidação é a reação não qual o matéria cede 
elétrons para o meio, sendo consumido. Já a redução ocorre quando um material recebe elétrons 
de outro, tornando-se parte integrante desse. 
20. O que é potencial? R: É a medida da energia química de um eletrodo reversível em equilíbrio, 
no estado padrão. 
21. O que é passivação? Como ela ocorre? R: É a perda da reatividade química de alguns metais e 
ligas normalmente ativos, sob certas condições ambientaisespecíficas, tornando-se 
extremamente inertes. Uma camada que se oxidou e formará uma “película” de proteção na 
superfície do material. 
22. Como a taxa de corrosão pode ser medida? R: Por meio de equações matemáticas e através 
da polarização. As esquações são a taxa de penetração da corrosão em mm/ano e a taxa de 
corrosão em função da corrente em mol/m²s. 
23. O que é Polarização? Quais seus tipos? R: É o deslocamento de cada potencial de eletrodo do 
seu valor em condições de equilíbrio, podendo influenciar na velocidade com que a corrosão 
ocorre. Há dois tipos, a polarização por ativação e por concentração. A primeira mexe na energia 
de ativação da reação, que está associada a uma barreira que limita a taxa da reação, retardando 
o processo da corrosão. Já a segunda está relacionada a taxa de difusão no interior da solução, 
podendo-se alterar a quantidade dos elementos do meio ou a composição do meio, influenciando 
na velocidade da reação. 
24. Quais as duas classificações primárias dos processos de Corrosão? R: Localizada e 
Generalizada. 
25. Explique o que é, como ocorre e como se evita: 
a. Corrosão Generalizada ou Uniforme 
R: É um tipo de corrosão que ocorre mais superficialmente e abrange grandes áreas, não sendo 
crítica e de fácil percepção e manutenção. Ela se dá pelo contato da área do material com o 
ambiente. A velocidade do processo é afetada caso o material tenha sofrido algum processo 
anteriormente, como encruamento ou soldagem, por exemplo. A taxa de corrosão pode ser 
calculada pela perda de massa. Pode ser evitada utilizando-se uma camada de tinta. 
b. Corrosão por Placas 
R: É um tipo de corrosão superficial. Formam-se placas duras e frágeis que vão se soltando. É de 
fácil percepção. É o resultado do contato do material com o oxigênio+umidade. 
c. Corrosão Galvânica 
R: Forma-se uma pilha. Quando dois metais de composições diferentes são ligados eletricamente 
ao mesmo tempo em que estão em contato com um eletrólito. Nesse caso, um material irá 
reduzir e o outro oxidar, devido a diferença de potencial entre eles. É localizada e de fácil 
visualização. Podemos amenizar o problema isolando os materiais ou utilizando matérias com 
potenciais próximos. 
d. Corrosão em Frestas 
R: Há uma pequena fresta entre dois materiais e nesse espaço há uma concentração diferente 
entre o ar interno e externo, o que favorece a corrosão, por mais que os materiais tenham a 
mesma composição. Então, um lado fica exposto ao eletrólito com maior concentração e o outro 
com menor concentração, causando uma diferença que leva a corrosão. Pode-se usar algum 
lubrificante, como graxa ou óleo. 
e. Corrosão Puntiforme ou Pite 
R: A corrosão se dá na superfície na forma de um ponto. É bastante crítica, pois não há perda de 
material significativa e ocorre perpendicular a superfície e vai se aprofundando. É um processo 
mais comum em materiais que sofrem passivação, pois ao se remover a camada passiva, que 
protege da corrosão, haverá oxidação naquele ponto até que a camada seja refeita. Na ponta do 
pite concentram-se tensões que podem nuclear trincas. 
f. Corrosão Alveolar 
R: Ocorre na superfície, atingindo maiores diâmetros do que profundidade. Lembra um pouco a 
corrosão por pite. Não é tão comum em aços inoxidáveis. 
g. Corrosão Intergranular e Sensitização 
R: Está relacionada a perda de resistência a corrosão nos contornos de grão, de modo que 
ocorre entre os contorno de grão e é comum nos aços inoxidáveis. O meio do grão ainda está 
resistente. Está relacionado ao processo de sensitização, que nada mais é que a associação do 
Cromo com o Carbono, devido a alta afinidade entre eles, formando o carboneto de cromo, de 
tal modo que 6 átomos de carbono consomem 23 átomos de Cromo. Dessa forma, nas regiões 
próxima onde houve formação de carboneto de cromo, a %p de Cromo pode ficar inferior a 
11%p, não sendo suficiente para proteger o aço inoxidável. Então a região estará propensa a 
formar precipitados de carboneto de cromo nos contornos de grão, sendo local preferencial 
para a corrosão se propagar. É um processo extremamente crítico em soldas e o resultado é a 
nucleação de uma trinca que percorrerá toda a peça, consumindo o contorno de grão. Pode-se 
evitar reduzindo-se p teor de carbono, adicionar elementos de liga de forma controlada (maior 
afinidade com o Carbono=ganho de resistência) e fazer tratamento térmico, de modo que o 
carbono volte para os interstícios e o cromo para junto do ferro. Requer revenimento 
posteriormente. 
h. Corrosão Intragranular 
R: Ocorre no interior dos grãos. Pode ser resultado de outro tipo de corrosão, como a corrosão 
sobtensão. Não necessariamente seguem o contorno de grão. 
i. Lixivia Seletiva R: Como o próprio nome diz, ocorre uma “lavagem” do material, de modo que o 
meio, que é agressivo a um dos materiais e não é a outro, acaba consumindo esse elemento da 
peça. Ocorre em ligas cujo potencial dos materiais são bem diferentes, como no Bronze e no 
latão. No latão, o Zinco é consumido e o Cobre restante muda de cor, ficando poroso. 
j. Erosão-Corrosão R: Ocorre geralmente em tubulações principalmente pelo direcionamento do 
fluxo do fluido. Ele bate na peça e vai removendo material, devido ao escoamento turbulento. É 
muito comum em estações de bombeamento e tratamento de efluentes. Para se amenizar o 
problema, pode-se suavizar as curvas das tubulações, reduzir a quantidade de particulados e/ou 
reduzir a velocidade do fluido. 
k. Corrosão sob Tensão R: Esse tipo de corrosão ocorre quando há uma tensão aplicada que 
acelera o processo corrosivo, geralmente associado quando o material está submetido a esforços 
de tração. O meio a qual o material está é que deve leva-lo a sofrer esse tipo de corrosão, sendo 
que qualquer tensão residual pode levar o material a sofrer esse tipo de corrosão. Geralmente 
ocorrem microtrincas perpendiculares que adentram o material, como a intergranular. É um 
processo bastante comum em ambientes agressivos, principalmente em aços inox quando 
soldados. Uma forma de se amenizar esse problema é fazer um tratamento térmico e depois um 
alívio de tensões nos materiais que estarão nesse ambiente agressivo. 
l. Fragilização por Hidrogênio R: A fragilização por hidrogênio não é considerada um tipo de 
corrosão, mas é uma forma pela qual as trinca acontecem, principalmente intragranulares. O 
átomo de hidrogênio, que é bem pequeno, se difunde para os interstícios do material, de modo a 
interagir e travar as discordâncias. Quando ele sai, rompe ligações, criando trincas que percorrem 
o material internamente. 
26. Quais são as principais formas de proteção contra a corrosão? Explique cada um. 
R: Pintura com tinta polimérica, não sendo a base de água; Uso de um inibidor, como óleo ou 
graxa; Mudar o meio onde a peça se encontra; Mudar o material; Utilizar um anodo de sacrifício; 
Criar uma corrente aplicada ou imposta; Galvanização; A própria oxidação dos materiais. 
27. O que é o Anodo ou Metal de Sacrifício? 
R: O anodo de sacrifício é um processo pelo qual ligamos o material a ser protegido a outro com 
potencial de oxidação maior. Dessa forma, quando ocorrer a corrosão, ele será oxidado e o 
material a ser protegido ficará carregado de elétrons, intacto. Como ocorre o consumo desse 
anodo de sacrifício, ele deve ser previamente calculado e substituído de tempos em tempos. Os 
locais mais comuns são cascos de navios e tubulações de ferro enterradas. 
28. O que é a Galvanização? 
R: Tem o mesmo conceito de uma pilha, ou seja, uma matéria irá oxidar e outra irá reduzir. Um 
exemplo claro é quando o aço é mergulhado no zinco fundido. Caso haja um desbaste e o aço 
fique exposto, o zinco se torna um metal de sacrifício, sendo consumido no lugar do aço, de 
modo que o aço fica eletricamente carregado e protegido. Contudo, caso o desbaste sejamuito 
agressivo, o consumo do zinco poderá se dar de forma tão rápida a ponto de não ser capaz de 
proteger o aço de forma eficiente. 
 
29. Porque podemos dizer que a “Oxidação protege contra a Oxidação”? 
R: No caso do ferro, uma leve camada denominada de ferrugem fará uma leve proteção, uma vez 
que ela evita o contato do material com o oxigênio. No caso dos aços inox e do alumínio, esse 
efeito é muito mais eficiente do que no ferro, evitando que a corrosão continue. Contudo, pode 
acontecer de se formar um pite nesse intervalo de tempo até a cama se organizar, o que pode 
fragilizar o material com o tempo. 
30. Porque devemos estudar fraturas? 
R: Para podermos determinar qual tipo de fratura o material sofreu e fazer uma análise 
minuciosa das causas dessa fratura, como cargas excessivas ou material inadequado, por 
exemplo. 
31. Como ocorre a fratura dúctil e a fratura frágil? 
R: A fratura dúctil acontece pela formação de dimples, ou seja, microvazios no interior do 
material, de modo que eles aumentam, se aproximam e coalescem formando uma trinca 
elíptica. Nota-se também o chamado empescoçamento, resultante de uma deformação 
cisalhante com ângulo de aprox. 45º, que é aquele na qual a tensão cisalhante é máxima. 
A Fratura frágil ocorre sem deformação apreciável e pela rápida propagação da trinca. 
Nos materiais cristalinos, a fratura se da pelas sucessivas rupturas das ligações atômicas 
dos planos cristalográficos específicos, chamado de clivagem, podendo levar a uma 
fratura intragranular. 
32. O que é o ensaio de impacto e como ele é realizado? 
R: É um ensaio com o objetivo de se medir a capacidade do material de absorver energia 
imposta a ele em alta velocidade. Seu principal uso é determinar a transição dúctil-frágil 
do material, uma vez que alguns materiais serão dúcteis a temperatura ambiente e 
depois passam a ser frágeis quando se reduz a temperatura, como o aço CCC. Faz-se um 
entalhe na peça, que será um ponto amplificador de tensões de modo que quando um 
martelo bater nesse entalhe a peça deverá fraturar. Caso negativo, usa-se outro corpo de 
prova e eleva-se a altura do martelo. Essa altura será medida e será o parâmetro indicado 
da tenacidade do material. 
33. Qual o objetivo e importância da mecânica da fratura? 
R: Alguns anos atrás pesquisadores descobriram que aconteciam fraturas do tipo frágil 
em materiais que deveriam, em teoria, apresentar fratura dúctil. Com isso conclui-se que 
os recursos e estudos até o momento eram insuficientes para responder essa pergunta. 
Então, criou-se a Mecânica da Fratura, uma área que permite quantificar as relações 
entre as propriedades dos materiais, o nível de tensão, a presença de defeitos gerados 
pelas trincas e os mecanismos propagadores de trincas. Assim, pode-se prever e 
antecipar uma falha estrutural. 
34. O que é a transição dúctil-frágil? 
R: Podemos dizer que é um fenômeno que acontece quando um material tem 
comportamento dúctil sob certa temperatura, enquanto tem comportamento frágil sob 
outra. Um exemplo prático é o aço doce, que é dúctil a temperatura ambiente. Porém, 
conforme a temperatura vai diminuindo acontece essa transição, onde ele passa a ter um 
comportamento frágil. Esse fenômeno deve ser muito bem estudo na construção de 
embarcações que entrarão em contato com diferentes temperaturas, podendo fragilizar 
e nuclear trincas caso o material se choque com algum objeto. O ensaio de impacto é um 
dos utilizados para se estudar esse comportamento nos materiais. 
 
35. O que é fadiga? Como é realizado esse ensaio? 
R: Fadiga é um tipo de falha que ocorre normalmente após um longo período de tensões 
repetidas ou ciclos de deformação, geralmente em estruturas como pontes, aeronaves e 
componentes de máquinas. Faz-se uma série de ensaios submetendo-se o corpo de prova 
ao ciclo de tensões, podendo-se aplicar praticamente todo tipo de esforço, sob uma 
amplitude máxima abaixo do limite de resistência a tração. Pode-se usar 
a) Ciclo de tensões alternadas, entre uma tração máxima (+) e compressão máxima 
(-), de igual magnitude; 
b) Ciclo de tensões repetidas, no qual a tensão máxima e mínima são assimétricas 
em relação ao nível zero de tensão; 
c) Ciclo de tensões aleatórias. 
36. O que é resistência à fadiga, vida em fadiga e limite de resistência à fadiga? 
R: É o nível de tensão no qual a falha irá ocorrer para algum número de ciclos específicos. 
Já a vida em fadiga, é definido com o número de ciclos necessários para causar uma falha 
sob nível de tensão específico. O limite de resistência à fadiga pode ser entendido como o 
limite de durabilidade à fadiga, ou seja, é o nível de tensão limite abaixo do qual a falha 
por fadiga não irá acontecer. 
37. Quais fatores afetam a vida em fadiga? 
a. Tensão média, que leva a uma diminuição na vida em fadiga; 
b. Efeitos da superfície, como pontos concentradores de tensão = cantos vivos; 
c. Efeitos do ambiente, como temperaturas elevadas e corrosão. 
38. O que é fluência? Como é realizado esse ensaio? 
R: É a deformação permanente e dependente do tempo dos materiais quando eles são 
submetidos a uma carga ou tensão constante, geralmente exposto a temperaturas 
elevadas. O ensaio é lento e demorado, podendo levar meses. O ensaio de fluência 
depende muito da temperatura e da tensão aplicada. Em um ensaio de fluência sob 
tração, o corpo de prova deve ser tracionado dentro de um forno, a fim de se ver como o 
material se comportará. Ocorrerá um alivio de tensões até o ponto em que o material irá 
saturar, de modo a haver difusão e a formação de lacunas, o que fragilizará o material 
nos contornos de grão, com o passar do tempo do ensaio. 
Palheta da turbina: monogrão! Quanto maior o tamanho do grão haverá menos regiões 
para fragilizar o material por fluência. 
39. Estudar os cálculos