Avaliação I - ciencia e propriedade dos materiais

Prévia do material em texto

Acadêmico: 
Disciplina: Ciência e Propriedade dos Materiais (EPR24) 
Avaliação: Avaliação I - Individual ( Cod.:668768) ( peso.:1,50) 
Prova: 31430197 
Nota da Prova: 10,00 
Legenda: Resposta Certa Sua Resposta Errada 
1. Os materiais policristalinos, como a denominação sugere, são compostos por inúmeros 
grãos. No caso dos metais, esses grãos são formados já no processo de solidificação do 
metal: durante o processo de resfriamento do líquido, a fase sólida começa a ser formada 
simultaneamente em vários pontos (núcleos), que crescem a partir do líquido ao seu redor. 
No entanto, a orientação do arranjo cristalino é diferente em cada um desses grãos e, dessa 
maneira, forma-se uma interface imperfeita entre os grãos, onde há ligações químicas 
incompletas. Os contornos de grão, apesar de serem uma região de aparente fragilidade, 
acabam por "atrapalhar" a movimentação das discordâncias no material, o que culmina em 
aumento na tensão de escoamento. Esse aumento na tensão de escoamento pode ser 
calculado a partir da equação de Hall-Petch. Sobre o exposto, classifique V para as 
sentenças verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) De acordo com a equação de Hall Petch, a tensão de escoamento é inversamente 
proporcional ao diâmetro médio do grão, ou seja, para tamanhos de grão menores, ocorre 
um aumento da tensão de escoamento, mantendo-se constantes as demais variáveis. 
( ) De acordo com a equação de Hall Petch, a tensão de escoamento é proporcional ao 
diâmetro médio do grão, ou seja, para tamanhos de grão maiores, ocorre um aumento da 
tensão de escoamento, mantendo-se constantes as demais variáveis. 
( ) Um aço comum à temperatura ambiente sob tensão trativa acima do limite de 
escoamento do material apresentará movimento de discordâncias, resultando em 
deformação permanente do material. 
( ) Os contornos de grão constituem barreiras ao movimento das discordâncias no 
material, visto que é necessária uma maior energia mecânica para que ocorra esse 
movimento. O acúmulo de discordâncias nos contornos de grão gera um aumento crescente 
na energia necessária para essa movimentação, resultando em encruamento. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
 a) V - V - F - F. 
 b) V - F - V - V. 
 c) F - V - F - F. 
 d) F - F - V - V. 
 
2. A maioria dos materiais são agrupados de acordo com as suas caraterísticas físico-químicas 
em metais, cerâmicas e polímeros. Embora não seja possível generalizar, observa-se que, 
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em geral, os materiais de uma mesma classe apresentam algumas características (ou 
propriedades) típicas. O conhecimento dessas características comuns é o passo inicial para a 
seleção de materiais para certas aplicações. Com relação aos tipos e características dos 
materiais, analise as afirmativas a seguir: 
 
I- Os materiais metálicos apresentam propriedades adequadas para o desenvolvimento de 
estruturas que suportam cargas mecânicas, como a alta resistência mecânica e a 
deformação plástica (aviso de falha). 
II- Os polímeros apresentam ligações iônicas (fortes), o que permite a sua aplicação em 
situações em que há mudanças bruscas de temperatura, com picos de temperatura 
superiores ao ponto de fusão dos aços. 
III- A utilização de materiais cerâmicos é bastante abrangente, ou seja, eles podem ser 
utilizados em diversas aplicações. A principal desvantagem, no entanto, diz respeito ao seu 
baixo ponto de fusão, o que limita a aplicação em altas temperaturas. 
IV- Apesar dos metais, via de regra, apresentarem maior resistência mecânica quando 
comparados aos materiais poliméricos, esses últimos vêm gradativamente substituindo os 
metais em componentes de automóveis, pois são mais leves e propiciam economia de 
combustível. 
 
Assinale a alternativa CORRETA: 
 a) As afirmativas II e III estão corretas. 
 b) As afirmativas I e IV estão corretas. 
 c) As afirmativas I, II e IV estão corretas. 
 d) Somente a afirmativa IV está correta. 
 
3. Os materiais cerâmicos vêm sendo desenvolvidos e aperfeiçoados ao longo de milênios, 
porém, somente com o o advento das técnicas de caracterização de materiais pôde-se 
compreender os complexos arranjos cristalinos e relacioná-los com as suas propriedades. 
Com relação às cerâmicas e suas propriedades e aplicações, analise as afirmativas a seguir: 
 
I- Algumas cerâmicas são utilizadas para a confecção de tijolos aplicados no isolamento de 
calor em equipamentos com alta temperatura. São os casos de fornos para a fusão de 
metais. O material cerâmico em contato com o metal líquido deve resistir à temperatura de 
processamento, com uma vida útil adequada. 
II- Tijolos e telhas, assim como o cimento, são materiais cerâmicos utilizados na construção 
civil. Os dois primeiros fazem parte da classificação "cerâmica vermelha", produtos que são 
conformados e queimados em alta temperatura. Já o cimento é um material que apresenta 
pega hidráulica, adquirindo alta resistência após a cura. 
III- As lixas e os rebolos são materiais compostos por partículas cerâmicas abrasivas, 
utilizados para desbastar ou polir superfícies de diversos materiais. A principal característica 
das cerâmicas utilizadas para esse é a alta dureza, relacionada com a forte energia de 
ligação entre os átomos desses materiais. 
IV- Os compósitos mais comuns são aqueles que utilizam polímeros em conjunto com 
metais. Normalmente utiliza-se uma matriz metálica, em conjunto com fibras de material 
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polimérico. Um exemplo desse material é a fibra de polietileno, que consiste em uma matriz 
de alumínio, contendo fibras poliméricas, processada por fundição a 600 graus Celsius. 
 
Assinale a alternativa CORRETA: 
 a) As afirmativas I e IV estão corretas. 
 b) As afirmativas II e IV estão corretas. 
 c) As afirmativas III e IV estão corretas. 
 d) As afirmativas I, II e III estão corretas. 
 
4. Os materiais cerâmicos apresentam diversas aplicações, e suas características técnicas são 
desenvolvidas de acordo com as necessidades da aplicação, processamento e custos. Com 
relação às características dos materiais cerâmicos, assinale a alternativa CORRETA: 
 a) Os materiais cerâmicos são na maioria dos casos compostos por óxidos metálicos, e 
apresentam estrutura cristalina com pouca simetria. 
 b) Os vidros não são classificados como materiais cerâmicos, pois pertencem à classe dos 
polímeros. 
 c) Os materiais cerâmicos são intrinsecamente isolantes elétricos, pois não apresentam 
elétrons, somente prótons e nêutrons. 
 d) O cimento e o gesso, em função de sua característica de pega hidráulica, não são 
classificados como materiais cerâmicos. 
 
5. Um material monocristalino, como o nome sugere, é composto por apenas um único cristal. 
Já um material policristalino é composto por vários. A segunda configuração é mais comum 
entre os materiais de engenharia. Com relação à cristalinidade dos materiais, analise as 
afirmativas a seguir: 
 
I- O número de grãos em um material policristalino irá depender do número de pontos de 
nucleação gerados no processo de solidificação. 
II- Quanto maior o número de pontos de nucleação, maior será a área total de contornos de 
grão gerada ao final do processo de solidificação em relação ao volume solidificado. 
III- Como a orientação da estrutura cristalina é aleatória nos diferentes grãos, o contorno de 
grão consistirá em ligações incompletas,devido à falta de alinhamento entre as células 
cristalinas. 
IV- Os materiais monocristalinos são de fácil obtenção em escala industrial, porém não 
apresentam propriedades de interesse tecnológico. 
 
Assinale a alternativa CORRETA: 
 a) As afirmativas I e IV estão corretas. 
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 b) As afirmativas I, II e III estão corretos. 
 c) As afirmativas II, III e IV estão corretas. 
 d) Somente a afirmativa I estão correta. 
 
6. As propriedades dos metais dependem das características dos seus átomos, e do arranjo 
espacial desses átomos no material sólido. Essas duas variáveis ajudam a prever algumas 
características desses materiais. Sobre os metais e seu arranjo atômico, analise as 
afirmativas a seguir: 
 
I- Os metais são bons condutores em virtude do seu arranjo cristalino, pois átomos estão 
mais próximos entre si, o que permite a condução de elétrons das camadas mais internas do 
átomo. 
II- Os metais são maleáveis (deformáveis plasticamente), pois existem lacunas atômicas que 
apresentam baixa rigidez na temperatura ambiente. As lacunas geram uma menor força de 
ligação da estrutura, permitindo a deformação da estrutura. 
III- Os átomos dos metais geralmente são arranjados em estruturas do tipo cúbica. Essas 
estruturas são caracterizadas por uma maior simetria e maior número de sistemas de 
escorregamento do que estruturas típicas dos materiais cerâmicos. 
IV- Conhecendo a estrutura cristalina de um determinado metal e suas características 
químicas, é possível determinar algumas propriedades de forma aproximada, como a 
densidade do material sólido. 
 
Assinale a alternativa CORRETA: 
 a) As afirmativas I e IV estão corretas. 
 b) As afirmativas II e III estão corretas. 
 c) As afirmativas I e II estão corretas. 
 d) As afirmativas III e IV estão corretas. 
 
7. Um novo material que é tão rígido quanto um metal, mas flexível o suficiente para resistir a 
fortes vibrações, promete transformar a indústria automobilística e vários outros setores. O 
material possui ao mesmo tempo uma alta rigidez e uma capacidade de amortecimento de 
impactos. Essa combinação quase impossível em um único material foi obtida usando folhas 
compostas trançadas em 3D a partir de fibras não ligadas entre si. Embora a trama seja 
criada como se fosse um material têxtil, os fios são metálicos. Isso permite que o interior do 
material se mova e absorva vibrações, enquanto o material circundante permanece rígido. 
Os materiais convencionais de amortecimento - a borracha, por exemplo - apresentam uma 
rigidez relativamente baixa, enquanto os metais e cerâmicas rígidos têm tipicamente um 
amortecimento insignificante. "Aqui, demonstramos que o alto amortecimento e a rigidez 
estrutural podem ser obtidos simultaneamente em treliças trançadas em 3D, soldando 
apenas juntas selecionadas da treliça, o que resulta em uma estrutura em rede intertravada 
para suportar carga, entrelaçada com elementos 'flutuantes' livres para gerar 
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https://portaldoalunoead.uniasselvi.com.br/ava/notas/request_gabarito_n2.php?action1=MDM5MVREUA==&action2=RVBSMjQ=&action3=NjY4NzY4&action4=MjAyMS8x&prova=MzE0MzAxOTc=#questao_7%20aria-label=
amortecimento", descreveram Ladan Salari Sharif e seus colegas da Universidade de Surrey, 
no Reino Unido. Com relação ao exposto, classifique V para as sentenças verdadeiras e F 
para as falsas: 
 
( ) O material descrito no texto combina as características de rigidez do metal e a 
flexibilidade gerada pelo entrelaçamento de folhas em um arranjo tridimensional específico. 
( ) As folhas do material são entrelaçadas, porém permanecem livres para se deslocarem 
entre si em todos os pontos, não havendo soldagens de juntas. 
( ) A rigidez do material é inversamente proporcional a sua capacidade de absorver 
energia, como aquela gerada por vibrações. 
( ) A borracha é um material que apresenta uma baixa rigidez, ou seja, o seu módulo de 
elasticidade é alto. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
 
FONTE: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=carros-sem-
nenhuma-vibracao&id=010160181016#.W9D4n3tKgdU. Acesso em: 24 out. 2018. 
 a) V - F - V - F. 
 b) F - V - F - V. 
 c) F - F - F - V. 
 d) V - V - V - F. 
 
8. As ligas de aço são compostas basicamente por uma proporção entre átomos de ferro e 
carbono. Em outros casos, são utilizados também outros elementos de liga em conjunto 
para obter propriedades específicas. Os elementos de liga adicionados, assim como o 
carbono, melhora as propriedades e permite que os aços sejam tratáveis termicamente em 
condições industriais. Sobre os elementos de liga de tratamento térmico dos aços, 
classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) No processo de têmpera, o aço é inicialmente aquecido até a temperatura de fusão. A 
temperatura é mantida até a completa fusão do metal, que é posteriormente resfriado 
rapidamente em água à temperatura ambiente. 
( ) No tratamento térmico de revenido, o aço é aquecido até uma temperatura acima da 
temperatura de austenitização, e posteriormente resfriado de forma rápida, formando a 
estrutura denominada bainita. 
( ) Os átomos de carbono no aço substituem alguns átomos de ferro. Isso ocorre porque o 
raio atômico dos dois átomos é semelhante, permitindo que ocorra esse tipo de 
solubilização na estrutura cristalina. 
( ) Os elementos de liga, tais como o cromo e o vanádio, ficam solubilizados nos contornos 
de grão. No processo de têmpera, esses metais sofrem fusão, aumentando a resistência 
química dos contornos de grão após o processo. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
https://portaldoalunoead.uniasselvi.com.br/ava/notas/request_gabarito_n2.php?action1=MDM5MVREUA==&action2=RVBSMjQ=&action3=NjY4NzY4&action4=MjAyMS8x&prova=MzE0MzAxOTc=#questao_8%20aria-label=
 a) F - F - F - F. 
 b) V - F - V - F. 
 c) F - V - V - F. 
 d) V - V - V - V. 
 
9. Muitos metais apresentam estruturas cristalinas cúbicas, as quais apresentam grande 
simetria. Esse fato propicia o desenvolvimento de muitos sistemas de escorregamento, que 
facilitam a movimentação de discordâncias na aplicação de tensões mecânicas. Com relação 
à estrutura cristalina dos metais e seus defeitos, classifique V para as sentenças verdadeiras 
e F para as falsas: 
 
( ) As discordâncias são defeitos da estrutura cristalina causados por um desalinhamento 
de átomos. A quantidade de discordâncias em um material metálico se relaciona com as 
suas propriedades mecânicas. 
( ) As lacunas são um tipo de defeito caracterizado pela ausência de átomos na estrutura 
cristalina. A quantidade de lacunas aumenta exponencialmente com o aumento da 
temperatura. 
( ) As impurezas são defeitos cristalinos caracterizados pela presença de átomos estranhos 
na composição do metal. A presença desses defeitos, no entanto, pode melhorar as 
propriedades mecânicas desses materiais. 
( ) As impurezas podem ser de dois tipos: substitucionais, quando substituem o átomo do 
material, ou intersticiais, quando se alojam nos interstícios da estrutura cristalina. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
 a) V - V - V - V. 
 b) F - F - V - F. 
 c) F - V - V - V. 
 d) V - F - F - F. 
 
10. Os polímeros são um grupo de materiais que, em virtude de suas características técnicas, 
decusto e de processamento, vêm ganhando espaço em diversos segmentos. Em diversos 
casos, eles podem inclusive substituir completamente partes metálicas em diversos 
produtos. Com relação às características dos materiais poliméricos, analise as afirmativas a 
seguir: 
 
I- Uma das vantagens dos polímeros é a sua relativa baixa temperatura de processamento, 
quando comparado com a da maioria dos metais comerciais. Isso se traduz em um menor 
consumo energético, e menores custos de processamento. 
II- Os polímeros apresentam algumas limitações, que podem ser melhoradas com a 
utilização de aditivos no processamento. Normalmente, não são resistentes a intempéries, 
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https://portaldoalunoead.uniasselvi.com.br/ava/notas/request_gabarito_n2.php?action1=MDM5MVREUA==&action2=RVBSMjQ=&action3=NjY4NzY4&action4=MjAyMS8x&prova=MzE0MzAxOTc=#questao_10%20aria-label=
ocorrendo a degradação progressiva das cadeias com a radiação UV. 
III- Uma das principais características dos polímeros, que explica a sua versatilidade, diz 
respeito à confiabilidade do produto confeccionado ao longo do tempo. Diferentemente 
dos metais, não apresentam corrosão ou qualquer tipo de degradação de suas 
propriedades ao longo do tempo sob ação de intempéries. 
IV- A resistência específica (definida como a razão entre a resistência mecânica e a 
densidade aparente) dos polímeros termoplásticos, como o PP e o PE, é maior que a 
maioria dos metais ferrosos comerciais (aços e ferros fundidos). Por esse motivo, é prática 
usual a substituição de componentes mecânicos metálicos, como bielas e eixos de veículos 
automotivos, por similares confeccionados em PP e PE. 
 
Assinale a alternativa CORRETA: 
 a) As afirmativas III e IV estão corretas. 
 b) As afirmativas I e IV estão corretas. 
 c) As afirmativas II e III estão corretas. 
 d) As afirmativas I e II estão corretas.