MCMA-J745--P2-14-11-2019--Gabarito

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INSTRUÇÕES 
• Desligue o celular. 
• Essa avaliação é composta por 4 questões de múltipla escolha e 2 questões 
discursivas, cujos valores estão apresentados nas questões, totalizando 8,0 pontos. 
As notas dos relatórios/atividades de laboratório totalizam 2,0 pontos. A nota final 
será composta pela soma da nota da prova e da nota dos relatórios/atividades de 
laboratório entregues até esta data. 
• Leia as questões antes de respondê-las e observe o tempo disponível para 
resolução da prova. A interpretação dos enunciados faz parte da prova. 
• Indique, com caneta azul ou preta, apenas uma resposta para cada teste na tabela 
de respostas, sem quaisquer rasuras. Caso ocorra rasura, a questão será 
considerada errada. 
• As questões discursivas deverão ser respondidas com caneta azul ou preta, 
exclusivamente no espaço destinado às respostas (respostas a lápis ou fora do 
espaço destinado às respostas serão consideradas nulas). 
• Não é permitido utilizar qualquer material extra (folha adicional, eletrônicos etc.) 
para cálculo ou rascunho. 
• É proibida a utilização de quaisquer materiais para consulta, sejam eles impressos, 
eletrônicos, gráficos, sonoros etc., assim como não pode haver qualquer tipo de 
comunicação (verbal ou não verbal) entre os alunos, durante a avaliação. 
• Todo o seu material pessoal deverá situar-se sob a sua cadeira ou na frente da sala. 
• O(A) aluno(a) que se utilizar de meios ilícitos ou não autorizados pelo professor na 
realização de qualquer atividade que resulte na avaliação do conhecimento, terá a 
nota zero atribuída à referida avaliação, assim como poderá sofrer as sanções 
previstas no Regimento Geral da UNIP. 
• A partir do momento em que restarem somente 3 alunos na sala da avaliação, 
somente poderão sair quando os três finalizarem a prova. 
• Tempo de prova: 90 minutos (tempo mínimo de permanência na sala 30 minutos). 
 
Tabela de respostas (testes): 
Teste A B C D E 
1 X 
2 X 
3 X 
4 X 
 
Instituto de Ciências Exatas e 
Tecnologia - ICET 
Campus MARQUÊS 
Curso: Engenharia Mecânica, de Produção e 
Mecatrônica 
Disciplina: J-745 - MCMA 
Professor(es): Paulo Rodi, Ronaldo Andrade 
NP2 
Data da 
Prova: 
14/11/2019 
Nome do aluno: 
 
RA: Turma: 
 
Assinatura do aluno: 
 
Nota da 
prova: 
Nota dos relatórios/ 
atividades de 
laboratório: 
Nota final: 
 
 
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1ª Questão (1,5) Materiais empregados em construção mecânica precisam ser capazes de 
armazenar energia no regime elástico, para evitar a quebra frágil, e ao mesmo tempo 
possuir menor volume, considerando a redução de peso total da estrutura. Com base na 
tabela abaixo, qual é o material que melhor atende a esse requisito? 
Material 𝑬, 𝑮𝑷𝒂 𝝈𝒆, 𝑴𝑷𝒂 𝑼𝒓, 𝑴𝑷𝒂 
Aço inox 304 193 215 0,12 
Alumínio 6010-T4 69 170 0,21 
Nylon 6 3 50 0,42 
Aço 1045 210 280 0,19 
Aço 1045 T+R 210 370 0,33 
 
A) Aço 1045 
B) Nylon 6 
C) Alumínio 6010-T4 
D) Aço 1045 T+R 
E) Aço inox 304 
Resposta justificada: a alternativa correta é a (B). 
A capacidade de absorver a maior energia no regime elástico, para um dado volume do 
material, está associada ao módulo de resiliência, 𝑈𝑟 =
𝜎𝑒
2
2𝐸
⁄ . Logo, o nylon 6 é o 
material, dentre os acima listados, que apresenta o maior módulo de resiliência. 
2ª Questão (1,0) No ensaio de tração realizado em laboratório obtém-se a curva Tensão x 
Deformação do corpo de prova, que serve como referência para o uso no 
dimensionamento de peças submetidas a carregamentos mecânicos. No gráfico de tensão-
deformação abaixo são mostradas duas curvas: real e convencional. Indique qual é a 
alternativa com as afirmativas verdadeiras. 
I. O dimensionamento mecânico deve ser baseado nos dados da curva real, pois o 
limite de resistência é maior. 
II. A deformação máxima na curva real é menor, pois o corpo de prova rompe além 
desse valor. 
III. O dimensionamento mecânico pelo limite de resistência da curva convencional é o 
mais conservativo. 
IV. A ductilidade do material obtida pela curva convencional é maior do que o real. 
 
 
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A) I e II 
B) III e IV 
C) II e IV 
D) II 
E) III 
Resposta: a alternativa correta é a (E). 
3ª Questão (1,0) Duas amostras de aço carbono foram preparadas para serem 
observadas ao microscópio ótico metalográfico, obtendo-se a seguintes imagens: 
 
Amostra A com baixo %C Amostra B temperado em água 
Assinale a alternativa que indica corretamente os microconstituintes presentes nas 
respectivas amostras: 
A) Amostra A: Ferrita e Cementita; Amostra B: Perlita e Cementita 
B) Amostra A: Martensita e Bainita; Amostra B: Martensita 
C) Amostra A: Ferrita e Perlita; Amostra B: Perlita e Cementita 
D) Amostra A: Ferrita e Perlita; Amostra B: Martensita 
E) Amostra A: Perlita e Bainita; Amostra B: Martensita 
 
 
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Resposta: a alternativa correta é a (D). 
A figura da amostra A identifica grãos de tamanho relativamente grande e homogêneos, de 
coloração clara com algumas regiões mais escuras. Por se tratar de um aço de baixo %C, 
pode-se concluir que os microconstituintes presentes são Ferrita e Perlita, típicos desse 
tipo de aço (de fato, essa micrografia é de um aço SAE 1020 recozido). 
A figura da amostra B identifica microconstituintes em forma acicular fina (em formato de 
agulhas), bastante homogênea, aparentemente sobre uma base (áreas mais claras) de 
Ferrita. Por se tratar de um aço temperado em água, conclui-se que o microconstituinte 
predominante é a Martensita, pois a cementita é completamente transformada pela 
têmpera (de fato, esta micrografia é de um aço SAE 8640, temperado em água). 
4ª Questão (1,5) Os ferros fundidos são ligas ferrosas que contém teores de carbono 
acima de 2,14%p (na prática normalmente entre 3,0 e 4,5%p), quantidade superior à 
capacidade de retenção em solução sólida na austenita, por isso apresenta parte do 
carbono livre, formando grafita lamelar, que ocorre nos ferros fundidos cinzento e branco 
(em menor quantidade), em nódulos no ferro fundido maleável ou esferoidal, no ferro 
fundido nodular. 
 
Sobre os ferros fundidos podemos afirmar: 
I. São considerados ligas ternárias Fe-C-Si, nas quais o silício influencia 
significativamente na constituição estrutural, sendo o elemento grafitizante e 
frequentemente pode estar presente em quantidade superior ao carbono. 
II. Apresentam ponto de fusão mais elevado que os aços, por isso largamente 
utilizados para fabricação de produtos moldados em areia. 
III. Sua fluidez possibilita a produção de peças de alta complexidade de forma, como 
blocos de motores, engrenagens de grandes dimensões, carcaças e suportes de 
máquinas, conexões, carcaças de compressores, rotores, pistões, eixos de 
comando de válvulas, virabrequins, etc. 
IV. Apresentam elevada resistência mecânica, dureza, resistência superior ao desgaste 
por atrito e a esforços mecânicos de tração, flexão e torção. 
São verdadeiras as afirmativas: 
 
 
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A) I, II e III 
B) II e IV 
C) I e III 
D) II e III 
E) I, II, III e IV 
Resposta: No item II, a afirmativa sobre o ponto de fusão mais elevado que os aços é 
falsa e, no item IV, é incorreta a afirmação de que os ferros fundidos apresentam 
resistência aos esforços de tração, flexão e torção superiores. 
5ª Questão (1,5) Um engenheiro precisa decidir qual a melhor opção de material a ser 
utilizado na fabricação de uma peça que será submetida a carregamento de choque. Há 
duas opções de materiais disponíveis na fábrica: 
Material Limite de 
Resistência 
(𝑺𝑳𝑹), 𝑴𝑷𝒂 
Limite de 
Escoamento 
(𝑺𝑳𝑬), 𝑴𝑷𝒂 
Alongamento 
total até a 
ruptura (𝑨𝑻), % 
Ferro fundido 
dúctil (nodular) 
496 345 12 
Aço carbono1010/20 
385 285 37 
Com base na propriedade de tenacidade e utilizando os dados da tabela acima, 
qual é a melhor opção? 
Resposta: 
A propriedade de tenacidade dos materiais é correlacionada à resistência mecânica ao 
choque, medida em ensaios padronizados por meio da ruptura de corpos de prova (p. ex., 
Charpy – entalhe em forma de buraco de fechadura ou V e bi apoiado; Izod – entalhe em V 
e engastado). O módulo de tenacidade 
𝑈𝑇 =
(𝑆𝐿𝑅 + 𝑆𝐿𝐸)
2
𝐴𝑇 , 𝑐𝑜𝑚 𝐴𝑇 𝑒𝑚 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 
está correlacionado à tenacidade do material (capacidade de absorção de energia por 
unidade de volume até a ruptura) e mede com relativa precisão a resistência ao impacto do 
material. Assim, calculando-se com os dados da tabela os respectivos módulos de 
tenacidade dos materiais, tem-se que: 
Material Módulo de Tenacidade (𝑼𝑻), 𝑴𝑷𝒂 
Ferro fundido dúctil (nodular) 51 
 
 
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Aço carbono 1010/20 124 
Portanto, a melhor opção é o aço carbono 1010/20. 
6ª Questão (1,5) Os procedimentos de preparação de corpos de prova para análise 
microestrutural são de fundamental importância, pois a aparência da verdadeira 
microestrutura de uma amostra pode ser parcial ou totalmente mascarada em 
consequência de uma preparação incorreta. Além de interpretações errôneas, podem 
originar consequências desastrosas e custosas a todo um processo de fabricação e de 
garantia da qualidade. Para cada uma das etapas de preparação, em ordem sequencial, 
apresente justificativas do procedimento: 
• Corte: 
 
• Embutimento: 
 
• Lixamento: 
 
• Polimento: 
 
• Ataque químico: 
 
• Observação microscópica: 
 
 
Resposta: 
• Corte: obtenção de uma amostra da peça ou do material de fabricação, de 
dimensões reduzidas o suficiente para observação ao microscópio de superfície. 
• Embutimento: padronização das dimensões do corpo de prova, facilitando manuseio, 
arquivo e adaptação ao microscópio e evitando contato manual. 
• Lixamento: remoção da camada de material que teve a sua estrutura alterada pelo 
corte da amostra, eliminação de riscos e marcas mais profundas. 
• Polimento: obter um acabamento espelhado, livre de qualquer tipo de marca na 
superfície. 
 
 
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• Ataque químico: destacar (revelar) as microestruturas do material, permitindo sua 
observação. 
• Observação microscópica: identificação e avaliação qualitativa da composição, 
observação da morfologia, da textura, constatação da existência ou não de 
descarbonetação, de encruamento.