Prova de Ciência e Tecnologia dos Materiais

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�INSTITUTO POLITÉCNICO - Centro Universitário UNA
�CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS�SAB - B 2-2013��	
Nome: __________________________________________________ RA: ____________
Curso: __________________________ Turno: ___ Turma: ​​​​​​​​​​​​​​​​__________ Data: / / 
Professor: _____________________________________ Valor: 30 pontos Nota: ______
INSTRUÇÕES PARA PROVA COLEGIADA 2-2013
Ao sair da sala de prova, o aluno deverá entregar os gabaritos da prova ao aplicador e levar apenas o caderno de questões.
É de responsabilidade do aluno marcar corretamente o tipo de prova e as questões no gabarito, assim como transcrever as respostas das questões abertas para a folha de respostas.
Durante a prova não será permitido que um aluno se comunique com os demais, nem que troquem material entre si.
Nenhum material bibliográfico, cadernos ou anotações de qualquer espécie poderão ser consultados durante a realização da prova.
Só será permitido o uso durante a prova de lápis, borracha, caneta, esquadro, escalímetro e calculadoras não programáveis.
Caso o aluno desobedeça às regras da realização da prova descritas [...] ou seja percebida alguma tentativa de cola, o aluno terá sua prova automaticamente ZERADA.
Não serão aceitas, nos gabaritos, questões rasuradas e/ou com uso de corretivos.
OUTRAS ORIENTAÇÕES
Marque no gabarito apenas uma opção por questão. As respostas deverão ser marcadas à caneta azul ou preta. No Cartão-Resposta, a marcação das letras deve ser feita cobrindo a letra e preenchendo todo o espaço compreendido pelo círculo que a envolve. 
Exemplo: A B C D
As questões abertas devem ser redigidas à caneta. As questões abertas redigidas à lápis serão consideradas, mas o aluno perde o direito à revisão.
Leia cuidadosamente cada questão, pois a interpretação faz parte do processo de avaliação.
PREENCHA IMEDIATAMENTE SEUS DADOS NO CABEÇALHO DESTA PÁGINA.
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FORMAÇÃO GERAL (Questão Única)
A primeira questão desta prova trata de conhecimentos de formação geral, fundamentais na formação plena de qualquer estudante. Esta questão não tem um valor específico e, portanto, não será considerada na pontuação da prova, mas serão atribuídas ao seu acerto horas de atividades complementares. Mais importante, no entanto, é que este tipo de questão proporciona, além de conhecimentos, o desenvolvimento da cidadania, competência muito requisitada no mercado de trabalho. Boa prova.
Questão 1: (ENADE 2004)
 “O homem se tornou lobo para o homem, porque a meta do desenvolvimento industrial está concentrada num objeto e não no ser humano. A tecnologia e a própria ciência não respeitaram os valores éticos e, por isso, não tiveram respeito algum para o humanismo. Para a convivência. Para o sentido mesmo da existência. Na própria política, o que contou no pós-guerra foi o êxito econômico e, muito pouco, a justiça social e o cultivo da verdadeira imagem do homem. Fomos vítimas da ganância e da máquina. Das cifras. E, assim, perdemos o sentido autêntico da confiança, da fé, do amor. As máquinas andaram por cima da plantinha sempre tenra da esperança. E foi o caos.” ARNS, Paulo Evaristo. Em favor do homem. Rio de Janeiro: Avenir, s/d. p.10.
De acordo com o texto, pode-se afirmar que
(A) a industrialização, embora respeite os valores éticos, não visa ao homem.
(B) a confiança, a fé, a ganância e o amor se impõem para uma convivência possível.
(C) o sentido da existência encontra-se instalado no êxito econômico e no conforto.
(D) o desenvolvimento tecnológico e científico não respeitou o humanismo.
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FORMAÇÃO ESPECÍFICA – QUESTÕES OBJETIVAS
Questão 2: Muitas reações e processos importantes no tratamento de materiais dependem da transferência de massa no interior de um sólido específico quanto a partir de um líquido, um gás ou uma outra fase sólida. Isso é alcançado obrigatoriamente por difusão. Portanto, em relação ao mecanismo de difusão, são feitas as seguintes considerações:
I - Na difusão por lacuna, o mecanismo envolve o deslocamento de um átomo de impureza intersticial de uma posição normal da rede cristalina para um sítio vago do retículo ou lacuna.
II - A difusão intersticial envolve átomos que migram de uma posição intersticial para uma outra vizinha que esteja vazia. Esse mecanismo é encontrado para a interdifusão de impurezas tais como H, C, N e O que possuem átomos pequenos o suficiente para se encaixarem no interior das posições intersticiais.
III - A taxa de difusão na rede depende do número de defeitos existentes na estrutura cristalina e da energia de ativação fornecida para a movimentação dos átomos.
IV - Na maioria das ligas metálicas a difusão intersticial ocorre muito mais rapidamente que a difusão por lacunas, uma vez que os átomos intersticiais são menores e, dessa forma, também são mais móveis.
Dentre as considerações acima, apenas são VERDADEIRAS:
(A) I, II e IV
(B) III e IV
(C) I, II, III e IV
(D) II, III e IV
Questão 3: Assinale a opção CORRETA, para as seguintes afirmativas abaixo.
(A) Estrutras de grãos refinadas fornecem aos materiais policristalinos maior resistência mecânica, dureza e ductilidade.
(B) A resiliência é a capacidade de um material absorver energia quando ele é deformado plasticamente e depois, com o descarregamento, ter essa energia recuperada.
(C) O limite de escoamento, o limite de resistência à tração e a ductilidade são insensíveis a qualquer deformação anterior, à presença de impurezas e/ou a qualquer tratamento térmico.
(D) Os valores de módulos de elasticidade para materiais cerâmicos são característicamente maiores do que para os metais; para os polímeros, são menores. Essas diferenças são uma consequência direta dos diferentes tipos de ligação atômica nesses três tipos de materiais.
Questão 4: A posição de qualquer ponto localizado no interior de uma célula unitária pode ser especificada em termos de suas coordenadas, calculadas como múltiplos fracionários dos comprimentos das arestas das células unitárias. Liste as coordenadas dos pontos para todos os átomos da face superior, átomos 1, 2, 3 e 4 respectivamente, que estão associados à célula unitária CCC.
(A) 1 1 1; 0 0 1; 1 0 1; 1 1 1
(B) 1 0 1; 0 0 1; 0 1 1; 1 1 1
(C) 1 0 1; 1 1 1; 0 1 1; 1 0 1
(D) 1 0 0; 1 1 1; 1 0 1; 0 0 1
Questão 5: Abaixo é mostrado a célula unitária para um metal hipotético. Responda as seguintes questões: (a) como seria chamada essa estrutura cristalina? (b) calcule a densidade do material, dado que seu peso atômico é de 141 g/mol.
(A) Cúbico de corpo centrado e 17,0 g/cm3.
(B) Tetragonal de corpo centrado e 17,0 g/cm3
(C) Tetragonal de corpo centrado e 8,50 g/cm3.
(D) Cúbico de corpo centrado e 8,50 g/cm3.
Questão 6: Para uma liga com composição 50%pNi-50%Cu, cite as fases presentes e as suas respectivas composições para a seguinte temperatura: T2 = 950ºC no ponto x’, sabendo que para as letras as composições são dadas por:
l = 50%pNi 	s = 75%pNi
l’ = 30%pNi s’ = 70%pNi
l’’ = 15%pNi	 s’’ = 50%pNi
(A) fase líquida 50%pNi e fase sólida com 50%pNi.
(B) fase líquida 30%pNi e fase sólida com 70%pNi.
(C) fase líquida 15%pNi e fase sólida com 50%pNi.
(D) fase líquida 50%pNi e fase sólida com 75%pNi.
Questão 7: Com base no diagrama Fe-Fe3C a seguir, marque a opção na qual apresenta o conjunto CORRETO de afirmativas:
(A) Considere uma liga com composição eutetóide que é resfriada desde uma temperatura na região da fase (, se movendo para baixo ao longo da temperatura de 727ºC. Inicialmente, a liga é composta inteiramente pela fase austenita e ao cruzar a temperatura eutetóide, a austenita se transformará em ferrita e perlita.
(B) As ligas ferrosas são aquelas nas quais o ferro é o componente principal, mas o carbono, assim como outros elementos de liga, pode estar presente. Quanto maior o teor de carbono nestas ligas ferrosas, maioresserão sua dureza e ductilidade.
(C) A ferrita ( é virtualmente a mesma que a ferrita α, exceto pela faixa de temperatura ao longo da qual cada uma existe. Uma vez que a ferrita ( é estável somente em temperaturas relativamente elevadas, ela também tem importância tecnológica como as outras fases formadas em temperaturas menores.
(D) À temperatura ambiente, a forma estável do ferro, chamado de ferrita, ou ferro α, apresenta uma estrutura cristalina CCC. A 912ºC, a ferrita apresenta uma transformação polimórfica para austenita CFC, ou ferro (. Essa austenita persiste até 1394ºC, quando a austenita CFC reverte novamente a uma fase CCC, conhecida como ferrita (, e que finalmente se funde a 1538ºC. 
Questão 8: Ainda para o mesmo diagrama Fe-Fe3C mostrado acima, marque a opção CORRETA para os seguintes questionamentos.
I - solubilidade máxima do carbono na austenita.
II - composição de um aço eutetóide.
III - temperatura eutética e eutetóide.
IV - ponto de fusão da cementita
(A) 2,14%pC; 0,76%pC; 1147ºC e 727ºC; 1250ºC.
(B) 2,14%pC; 4,30%pC; 1147ºC e 727ºC; 1250ºC.
(C) 0,022%pC; 0,76%pC; 727ºC e 1147ºC; 1250ºC.
(D) 0,022%pC; 4,30%pC; 1147ºC e 727ºC; 1250ºC.
Questão 9: A temperatura é um dos fatores que mais apresenta influência sobre os coeficientes e taxas de difusão nos materiais. Assim pede-se: 
A energia de ativação para a difusão do carbono no cromo é de 111.000 J/mol. Calcule o coeficiente de difusão a 1100 K (827ºC), sabendo-se que D a 1400 K (1127ºC) é de 6,25x10-11 m2/s.
Dados: constante dos gases (R) = 8,31 J/mol-K.
(A) 4,64x10-12 m2/s
(B) 3,84x10-10 m2/s
(C) 8,7x10-7 m2/s
(D) 4,64x10-10 m2/s
 
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FORMAÇÃO ESPECÍFICA – QUESTÕES DISSERTATIVAS
Questão 10: Uma barra de aço de seção circular (d0 = 15 mm) e comprimento inicial de 150 mm foi submetida a uma carga de tração de 4500 Kgf, obtendo-se um aumento no comprimento de 3 mm. Baseado nisto pede-se para determinar:
a) A tensão que atua na barra (MPa).
b) O alongamento percentual após ruptura.
c) A deformação verdadeira.
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Questão 11: Descreva em termos de microestrutura o processo de transformação de fases para um aço hipoeutetóide sob resfriamento em condições de equilíbrio, conforme indicado na figura abaixo.
FORMULÁRIO
	Características das Estruturas Cristalinas
	Estrutura
	ao versus r
	Átomos/célula unitátia
	Número de coordenação
	Fator de empacotamento
	CS
	a0 = 2r
	1
	6
	0,52
	CCC
	a0 = 4r/√3
	2
	8
	0,68
	CFC
	a0 = 2r√2
	4
	12
	0,74
	HC
	a0 = 2r
 c0 ~ 1,633a0
	6
	12
	0,74
Número de Avogadro (NA): 6,02x1023 átomos/mol
 
 
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GABARITO RASCUNHO
NÃO SE ESQUEÇA DE MARCAR O TIPO DA PROVA NO GABARITO DE RESPOSTAS.
	TIPO DA PROVA
	A
	B
	C
	D
	FORMAÇÃO GERAL
	01
	A
	B
	C
	D
	FORMAÇÃO ESPECÍFICA
	02
	A
	B
	C
	D
	06
	A
	B
	C
	D
	03
	A
	B
	C
	D
	07
	A
	B
	C
	D
	04
	A
	B
	C
	D
	08
	A
	B
	C
	D
	05
	A
	B
	C
	D
	09
	A
	B
	C
	D
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