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Disciplina: Ciência e Propriedade dos Materiais (EPR24) Avaliação: Avaliação Final (Objetiva) - Individual Semipresencial ( Cod.:432633) ( peso.:3,00) Gabarito da Prova: Resposta Certa Sua Resposta Errada Parte superior do formulário 1. Os materiais cristalinos são caracterizados por uma estrutura ordenada de átomos e com longo alcance. A menor célula ou arranjo de átomos que descreve a estrutura cristalina é chamada de célula unitária. Muitos metais apresentam células unitárias cúbicas. Com relação às estruturas cristalinas dos metais, analise as afirmativas a seguir: I- Em uma estrutura cristalina descrita por uma célula unitária do tipo cúbica de faces centradas (CFC), cada átomo está ligado a outros 12 átomos. Já em uma estrutura do tipo CCC, o número de coordenação é 8. II- Em uma estrutura cristalina descrita por uma célula unitária do tipo cúbica de corpo centrado (CCC), cada átomo está ligado a outros 12 átomos. Já em uma estrutura do tipo CFC, o número de coordenação é 8. III- O volume de uma célula unitária cúbica pode ser calculado a partir do raio atômico do material estudado. Em uma célula unitária do tipo CFC, a aresta do cubo é igual a duas vezes o raio atômico. Já para uma estrutura CCC, a aresta deve ser calculada em função da diagonal do cubo. IV- O volume de uma célula unitária cúbica pode ser calculado a partir do raio atômico do material estudado. Em uma célula unitária do tipo CCC, a aresta do cubo é igual a duas vezes o raio atômico. O mesmo princípio se aplica a uma estrutura do tipo CFC: ou seja, o volume é calculado de forma idêntica. Assinale a alternativa CORRETA: a) As afirmativas II e III estão corretas. b) As afirmativas II e IV estão corretas. c) As afirmativas I e III estão corretas. d) As afirmativas I e IV estão corretas. 2. A metalurgia do pó consiste em processo de fabricação que apresenta grandes vantagens na fabricação de alguns produtos, sendo uma das suas principais vantagens a elevada precisão dimensional do produto obtido, eliminando a necessidade de ajuste dimensional por usinagem. Sobre essa técnica de fabricação, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) A principal desvantagem da técnica de metalurgia do pó é que esta somente pode ser utilizada para metais de alto ponto de fusão. ( ) Nesse tipo de processamento, é possível obter uma porosidade controlada, que é interessante para aplicações, como, por exemplo, na fabricação de filtros metálicos. ( ) O processo de densificação depende da difusão, que é ativada pelo incremento da temperatura, promovendo a sinterização. ( ) A metalurgia do pó permite a fabricação complexa, no entanto o elevado custo de processamento somente se torna viável para produções seriadas e de alta produção. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) V - V - F - F. b) F - F - V - F. c) V - F - F - V. d) F - V - V - V. 3. Os aços e ferros fundidos, em geral, podem ser tratados termicamente. Esses tratamentos térmicos permitem a obtenção de propriedades diferentes daquelas obtidas após o processo de conformação do material, permitindo melhorar o desempenho do produto. Sobre os tratamentos térmicos dos metais ferrosos, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) O tratamento térmico de recozimento pode ser utilizado, por exemplo, quando se faz necessária a eliminação de tensões geradas por processos de conformação mecânica a frio. ( ) A normalização é utilizada quando se deseja obter um material isotrópico, ou seja, eliminar a orientação dos grãos do material causada por processos como a laminação. ( ) A têmpera compreende o aquecimento do material até temperaturas próximas a de fusão do material, resfriando-o ao ar, de forma a obter o refino dos grãos. ( ) O revenido somente é utilizado quando se deseja reverter o estado de tensões gerado pelo processo de têmpera, de forma a corrigir erros no processo de têmpera, viabilizando um novo tratamento de forma correta. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) V - V - F - F. b) V - F - V - V. c) F - F - F - V. d) F - V - V - F. 4. A falha por fluência é caracterizada pela ação combinada de tensão e temperatura na aplicação de um componente em serviço. O processo ocorre em três etapas: fluência primária, secundária e terciária. A evolução das etapas da fluência para um dado material pode ser estudada através de um gráfico de deformação em função do tempo, obtido em ensaio de fluência. Sobre a falha por fluência, analise as seguintes sentenças: I- A falha por fluência normalmente ocorre quando a temperatura em serviço se encontra acima de 40% da temperatura de fusão do material. II- A fluência só ocorre no material quando existe a formação de uma quantidade importante de fase líquida, ou seja, em altíssimas temperaturas. III- A falha por fluência pode ser evitada eliminando os cantos vivos presentes no componente em serviço. IV- A fluência somente ocorre em materiais frágeis, quando combinamos tensões cíclicas com altas temperaturas. Agora, assinale a alternativa CORRETA: a) Somente a sentença III está correta. b) As sentenças II e IV estão corretas. c) As sentenças I e IV estão corretas. d) Somente a sentença I está correta. 5. Os materiais cerâmicos podem ser utilizados em várias aplicações em que suas propriedades específicas são interessantes. Sobre essas propriedades, assinale a alternativa CORRETA: a) As ligações químicas das cerâmicas oxidas são do tipo ponte de hidrogênio, fazendo com que as moléculas tenham elevada mobilidade. b) Os átomos da camada de valência dos materiais cerâmicos são livres, resultando em elevada condutividade elétrica desses materiais. c) Os materiais cerâmicos apresentam baixa temperatura de fusão. Por esse motivo, estes são geralmente obtidos pelo processo de fundição. d) As ligações químicas das cerâmicas oxidas são do tipo iônica e de elevada energia de ligação, resultando na elevada temperatura de fusão desses materiais. 6. As lacunas são defeitos pontuais, que consistem em locais na estrutura cristalina onde ocorre a ausência de átomos. Sobre as lacunas, assinale a alternativa CORRETA: a) A quantidade de lacunas cresce exponencialmente com o aumento da temperatura do material. b) O número de lacunas não tem qualquer dependência com a temperatura que o material está exposto. c) As lacunas podem ser eliminadas completamente da estrutura através de tratamentos térmicos específicos. d) O número de lacunas em um material tende a diminuir conforme aumentamos a temperatura. 7. A usinagem consiste em um processo de fabricação em que uma ferramenta entra em contato com o material a ser usinado, gerando cavaco. Sobre os tipos de materiais empregados nas ferramentas utilizadas nessa técnica de fabricação, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) A utilização de aços rápidos, em substituição aos aços ferramenta, permitiu o aumento na temperatura de trabalho de 250 ºC para cerca de 600 ºC. ( ) Ferramentas de nitreto de boro cúbico (CBN) são adequadas para a usinagem de materiais extremamente duros, como os ferros fundidos coquilhados e aços com tratamento de endurecimento superficial. ( ) O diamante sintético é utilizado na fabricação de ferramentas de usinagem, sendo largamente utilizado na usinagem de metais ferrosos. ( ) O metal duro pode ser utilizado na fabricação de ferramentas de usinagem, e consiste basicamente em um aço com elevado percentual de carbono e temperado. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) F - F - V - F. b) V - V - F - F. c) V - F - V - V. d) F - V - F - V. 8. A seleção de um determinadoprocesso de fabricação de materiais cerâmicos depende da geometria do produto a ser fabricado, bem como das suas características físico-químicas. Assinale a alternativa CORRETA que associa o tipo de produto ao processo de fabricação mais comumente utilizado para a sua fabricação: a) Garrafas de vidro: prensagem do pó. b) Pisos cerâmicos: usinagem. c) Vasos sanitários: colagem de barbotina. d) Tijolos cerâmicos estruturais: colagem de barbotina. 9. Várias características dos materiais estão relacionadas com os tipos de átomos, assim como os tipos de ligações químicas envolvidas. A presença ou ausência de elétrons livres também é dependente do tipo de ligação. Com relação às propriedades térmicas dos materiais, analise as seguintes sentenças: I- As propriedades térmicas dos materiais dependem fundamentalmente do número de coordenação e parâmetro de rede dos materiais. II- As propriedades térmicas se relacionam fortemente com a presença ou ausência de elétrons livres. III- A condução de calor, assim como a condução de eletricidade em um material, dá-se exclusivamente pelo movimento de elétrons livres. IV- Os fônons contribuem para a condução de calor no material. Estes são relacionados às vibrações do retículo cristalino. Agora, assinale a alternativa CORRETA: a) As sentenças I e III estão corretas. b) As sentenças II e IV estão corretas. c) As sentenças I e II estão corretas. d) As sentenças II, III e IV estão corretas. 10. A resistência mecânica de um material se relaciona tanto com a magnitude da energia das ligações químicas como com o nível de ordenação dos átomos e a presença de defeitos, dentre outros fatores. Sobre os fatores que influenciam a resistência mecânica dos materiais, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) O tipo de estrutura cristalina pode influenciar na resistência ao escoamento dos metais, pois se relaciona com a quantidade de sistemas de escorregamento. ( ) A quantidade de defeitos presentes nos materiais cerâmicos é irrelevante, já que as características de suas ligações químicas os tornam intrinsecamente frágeis. ( ) Nos metais, a quantidade de discordâncias se relaciona com a capacidade de deformação e, por consequência, influencia as propriedades mecânicas. ( ) As discordâncias em espiral, presentes nos materiais poliméricos, resultam na formação de esferulitos, que influenciam de forma positiva a resistência desse tipo de material. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) V - V - F - F. b) F - V - V - F. c) V - F - V - F. d) F - F - F - V. 11. (ENADE, 2014) No Brasil, é comercializada uma cadeira de rodas de alumínio com peso aproximado de 12 kg, que representa cerca da metade do peso de uma modelo convencional. Construída em uma estrutura tubular de uma liga de alumínio aeronáutico, essa cadeira de rodas possui alta resistência mecânica, além de ter custo reduzido. O alumínio aeronáutico possui uma combinação única de propriedades que o torna um material de construção versátil, altamente utilizável e atrativo. Assinale V para VERDADEIRO quando a propriedade descrita se relaciona com as características do material descrito no texto, e assinale F para FALSO quando não há correlação entre as propriedades e essas características: ( ) Alta resistência mecânica e baixa densidade. ( ) Baixa plasticidade e alto ponto de fusão. ( ) Alta dureza a quente e baixa dutilidade. ( ) Alta dureza e alta densidade. Agora, assinale a alternativa CORRETA: FONTE: Disponível em: <http://www.hospitalar.com>. Acesso em: 26 jul. 2014. (adaptado) a) V - F - F - F. b) F - F - V - V. c) V - V - F - F. d) F - V - F - V. 12. (ENADE, 2014) Engenheiros de uma empresa holandesa encontraram uma maneira de fazer com que elevadores terrestres subam até o topo de edifícios de 1000 metros de altura, pois os cabos de aço usados nos elevadores atuais só conseguem alçá-los a alturas de, aproximadamente, 500 metros. Isso será possível com a criação de um novo cabo superleve e superforte, ou seja, uma espécie de cinta, tecida com fibras de carbono. Em vez dos fios de aço entrelaçados usados nos cabos de aço comuns, a cinta é formada por quatro fitas de fibra de carbono seladas em plástico transparente. O plástico é necessário para proteger do atrito as fibras de carbono e aumentar a vida útil do conjunto. Cada fita tem 4 centímetros de largura por 4 milímetros de espessura. Elas são parecidas com uma régua escolar flexível. Esse novo material supera ligeiramente a resistência a tensão do aço, mas pesa sete vezes menos que o atualmente usado. Assim, a força gasta para sustentar o peso do próprio cabo passa a ser aplicada para sustentar apenas o elevador, e o consumo de energia dos elevadores também é cerca de 15% menor do que os anteriores. Tendo em vista a situação descrita, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) O cabo de fibra de carbono suporta elevadas cargas devido à sua elevada resistência à tração. ( ) A fibra de carbono torna o cabo bem mais flexível, o que, aliado a sua resistência à tração, proporciona a esse material uma vantagem em relação aos cabos de aço convencionais. ( ) A relação resistência/peso do cabo de fibra de carbono assegura vantagem desse material com relação aos cabos de aço, pois a economia do peso próprio do cabo pode ser usada para sustentar o elevador e reduzir o consumo de energia. ( ) Apesar da resistência à tensão ser apenas ligeiramente maior no cabo de fibra de carbono, a vantagem principal de seu uso é a alta relação resistência/peso. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: FONTE: Disponível em: <http://www.inovacaotecnologica.com.br>. Acesso em: 27 jul 2014 (adaptado). a) V - F - V - V. b) F - V - F - V. c) F - V - F - F. d) F - F - V - V. Parte inferior do formulário