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Questões de Concurso sobre Metalurgia
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Existe uma discrepância entre o limite de escoamento teórico e o observado nos cristais reais. De acordo com a literatura da área, isso é devido à existência de defeitos no reticulado dos materiais cristalinos, conhecidos como “discordâncias”. Essas discordâncias tendem a se acumular nos planos de escorregamento, o que facilita o escoamento plástico dos materiais metálicos, quando estes são submetidos a uma tensão de cisalhamento crítico, proveniente de um esforço mecânico externo e/ou tensões residuais internas geradas durante algum processamento de conformação. Então, é muito importante que a discordância seja caracterizada teoricamente para facilitar o seu estudo e melhorar o seu entendimento. Existem dois tipos de discordâncias: em “cunha” (também denominada em aresta) e em “hélice” (também denominada em parafuso). O vetor de Burgers de uma discordância é uma propriedade importante porque, se o vetor Burgers e a orientação da linha de discordância são conhecidos, a discordância está completamente descrita. Nesse contexto, é possível afirmar, que:
A
a discordância em cunha é paralela ao vetor de Burgers, move-se (em seu plano de escorregamento) na direção do vetor de Burgers (direção de escorregamento), sob uma tensão de cisalhamento de sentido ⇄, sendo que uma discordância positiva ⊥ se move para a esquerda e uma negativa T para a direita. A discordância em hélice é paralela ao seu vetor de Burgers e se move (no plano de escorregamento) numa direção paralela ao vetor de Burgers (direção de escorregamento).
B
A discordância em cunha é perpendicular ao vetor de Burgers, move-se (em seu plano de escorregamento) na direção do vetor de Burgers (direção de escorregamento), sob uma tensão de cisalhamento de sentido ⇄, sendo que uma discordância positiva ⊥ se move para a esquerda e uma negativa T para a direita. A discordância em hélice é paralela ao seu vetor de Burgers e se move (no plano de escorregamento) numa direção paralela ao vetor de Burgers (direção de escorregamento).
C
A discordância em cunha é perpendicular ao vetor de Burgers, move-se (em seu plano de escorregamento) na direção do vetor de Burgers (direção de escorregamento), sob uma tensão de cisalhamento de sentido ⇄, uma discordância positiva ⊥ se move para a direita e uma negativa T para a esquerda. A discordância em hélice é paralela ao seu vetor de Burgers e se move (no plano de escorregamento) numa direção paralela ao vetor de Burgers (direção de escorregamento).
D
A discordância em cunha é perpendicular ao vetor de Burgers, move-se (em seu plano de escorregamento) na direção do vetor de Burgers (direção de escorregamento), sob uma tensão de cisalhamento de sentido ⇄, sendo que uma discordância positiva ⊥ se move para a esquerda e uma negativa T para a direita. A discordância em hélice é paralela ao seu vetor de Burgers e se move (no plano de escorregamento) numa direção perpendicular ao vetor de Burgers (direção de escorregamento).
E
A discordância em cunha é perpendicular ao vetor de Burgers, move-se (em seu plano de escorregamento) na direção do vetor de Burgers (direção de escorregamento), sob uma tensão de cisalhamento de sentido ⇄, sendo que uma discordância positiva ⊥ se move para a direita e uma negativa T para a esquerda. A discordância em hélice é paralela ao seu vetor de Burgers e se move (no plano de escorregamento) numa direção perpendicular ao vetor de Burgers (direção de escorregamento).
A presença de elementos de liga em solução sólida tende a decrescer a taxa de nucleação durante a recristalização. Por que esse efeito se manifesta durante o processo de recristalização?
A
Porque os elementos de liga criam barreiras para a movimentação das discordâncias no reticulado cristalino e esses elementos, em solução sólida, tendem a migrar para os contornos de grão, para facilitar o escorregamento dos planos cristalinos. Como na recristalização a nucleação é sempre heterogênea, tudo que dificultar o movimento da interface do contorno de grão, vai prejudicar a recristalização.
B
Porque os elementos de liga criam barreiras para a movimentação das discordâncias no reticulado cristalino e esses elementos, em solução sólida, tendem a migrar para os contornos de grão, para facilitar o escorregamento dos planos cristalinos. Como na recristalização a nucleação é sempre homogênea, tudo que dificultar o movimento da interface do contorno de grão, vai prejudicar a recristalização.
C
Porque os elementos de liga criam campos de compressão no reticulado cristalino e esses elementos, em solução sólida, tendem a migrar para os campos de tração dos contornos de grão, para minimizar a energia elástica interna. Como na recristalização a nucleação é sempre heterogênea, tudo que dificultar o movimento da interface do contorno de grão, vai prejudicar a recristalização.
D
Porque os elementos de liga criam campos de tração no reticulado cristalino e esses elementos, em solução sólida, tendem a migrar para os campos de compressão dos contornos de grão, para minimizar a energia elástica interna. Como na recristalização a nucleação é sempre heterogênea, tudo que dificultar o movimento da interface do contorno de grão, vai prejudicar a recristalização.
E
Porque os elementos de liga criam barreiras para a movimentação das discordâncias no reticulado cristalino e esses elementos, em solução sólida, tendem a migrar para os contornos de grão, para facilitar o escorregamento dos planos cristalinos. Como na recristalização a nucleação é sempre heterogênea, tudo que dificultar o movimento da interface do contorno de grão, vai prejudicar a recristalização.
Uma barra de cobre, originalmente com 10,00 cm de comprimento, foi tracionada até uma deformação ℰ=0,002. Considerando uma deformação totalmente elástica e sabendo que o módulo de elasticidade de Young (E) vale 110 GPa, escolha a alternativa que apresenta, respectivamente, os valores CORRETOS do comprimento final da barra e da carga aplicada:
A
100,2 𝑐𝑚; 210 𝑀𝑃a.
B
1,002 𝑐𝑚; 210 𝑀𝑃𝑎.
C
10,02 𝑐𝑚; 220 𝑀𝑃𝑎.
D
10,01 𝑐𝑚; 220 𝐺𝑃𝑎.
E
10,01 𝑐𝑚; 210 𝑀𝑃𝑎.
De modo geral, quais são os possíveis efeitos da velocidade de deformação (𝜀̇ =dtdε) na temperatura e na carga de laminação a quente, respectivamente?
A
Maior 𝜀̇ → Maior temperatura e Carga de laminação constante.
B
Maior 𝜀̇ → Maior temperatura e Menor Carga de laminação.
C
Maior 𝜀̇ → Temperatura constante e Carga de laminação constante.
D
Maior 𝜀̇ → Menor temperatura e Menor Carga de laminação.
E
Maior 𝜀̇ → Menor temperatura e Maior Carga de laminação.
Na maioria dos processos de soldagem por fusão, uma fonte de calor concentrada, de alta intensidade, é aplicada em uma posição da junta e deslocada ao longo desta. O calor gerado por essa fonte escoa principalmente por condução através das peças e, exceto para a soldagem de peças de pequenas dimensões, as perdas por radiação e convecção na superfície da peça e o efeito de outras fontes de calor pode ser desprezada. Essa transferência de calor da fonte para a junta causa alterações de temperatura na solda e nas regiões adjacentes do metal de base, que dependem da forma com que o calor é difundido para o restante do material sendo soldado. Por sua vez, essas variações de temperatura causam, além da fusão e solidificação do cordão de solda, variações dimensionais e alterações microestruturais localizadas, que podem resultar em efeitos indesejáveis. Existem dois parâmetros muito importantes na soldagem, que são a “Energia de Soldagem” e a “Temperatura de Pré-Aquecimento”, que são facilmente controlados e monitorados, e que influenciam significativamente no perfil do fluxo de calor na soldagem. Esses parâmetros, devidamente ajustados, podem minimizar os efeitos deletérios, tais como: tensões residuais e distorção; deterioração de propriedades mecânicas (ductilidade, tenacidade, resistência mecânica, etc.); formação de trincas; deterioração de propriedades físicas, químicas, etc. Com base nas considerações acima e nas curvas a seguir, marque a alternativa que apresenta CORRETAMENTE quais são os efeitos provocados na taxa de resfriamento e no gradiente térmico, na região da solda, pela variação da Energia de Soldagem e pela aplicação do Pré-aquecimento na soldagem.
Representação esquemática do ciclo térmico na soldagem em um só pase
Curva esquemática de repartição térmica em solda.
Fonte: Marques, P. V.; Modenesi, P.J. Bracarense, A. Q.: Soldagem: fundamentos e tecnologia, UFMG, 2011.
A
O aumento da Energia de Soldagem provoca o aumento da taxa de resfriamento Ø [𝑑𝑇/
B
O aumento da Energia de Soldagem provoca a diminuição da taxa de resfriamento Ø [𝑑𝑇/
C
O aumento da Energia de Soldagem provoca o aumento da taxa de resfriamento Ø [𝑑𝑇/
D
O aumento da Energia de Soldagem provoca a diminuição da taxa de resfriamento Ø [𝑑𝑇/
E
O aumento da Energia de Soldagem provoca o aumento da taxa de resfriamento Ø [𝑑𝑇/
Nitretação é o processo de introdução superficial de nitrogênio no aço, pelo aquecimento deste, para formar uma camada dura de nitretos. A correta sequência de operações para a nitretação a gás consiste em:
A
têmpera e revenimento acima da temperatura de nitretação; usinagem grosseira; alívio de tensões; usinagem final; nitretação; e retífica.
B
têmpera e revenimento abaixo da temperatura de nitretação; usinagem grosseira; alívio de tensões; usinagem final; nitretação; e retífica.
C
têmpera e revenimento acima da temperatura de nitretação; nitretação; usinagem grosseira; alívio de tensões; usinagem final; e retífica.
D
têmpera e revenimento abaixo da temperatura de nitretação; nitretação; usinagem grosseira; alívio de tensões; usinagem final; e retífica.
E
têmpera e revenimento acima da temperatura de nitretação; usinagem grosseira; nitretação; usinagem final; alívio de tensões; e retífica.
Existem diversos tipos de laminadores. Assinale a opção em que o laminador possui sistemas com os cilindros de trabalho suportados, cada um deles por dois cilindros de apoio, permitindo grandes reduções de espessura em cada passagem.
A
Duo reversível.
B
Universal.
C
Sendzimir.
D
Quádruo.
E
Trio.
Em um Navio Patrulha Oceânica da Classe Amazonas, que navega em missão no litoral brasileiro e possui uma "área molhada" de 500m2 na embarcação, pintada com uma tinta epóxi de eficiência de 90%, qual será a corrente elétrica que deverá ser aplicada para proteger a embarcação?
I = A.Dc.F.(1-E)
Onde: I = corrente elétrica (mA); A = área a ser protegida da embarcação (m2); Dc = densidade de corrente (mA/m2); F = fator de correlação da velocidade; E = eficiência do revestimento.
Dados: De = 50 mA/m2 para água do mar e 10 mA/m2 para água do rio; e F = 1,0
A
200 mA
B
250 mA
C
500 mA
D
2.000 mA
E
2.500 mA
Qual material há mais dificuldade para realização do ensaio de partículas magnéticas?
A
SAE 1020.
B
AISI 316.
C
SAE 4140.
D
Ferro fundido branco.
E
SAE 4340.
Para que se forme uma solução sólida substitucional é preciso haver, entre os elementos envolvidos (solvente e soluto) determinadas características que determinam o grau no qual o soluto se dissolve no solvente. Sendo assim, assinale a opção correta.
A
Para que a solubilidade sólida seja apreciável, as estruturas cristalinas dos metais de ambos os tipos de átomos devem ser diferentes.
B
Quanto mais eletropositivo for um elemento e mais eletronegativo for o outro, maior será a probabilidade de eles formarem uma solução sólida.
C
O carbono forma uma solução sólida substitucional quando adicionado ao ferro. Esses dois elementos são completamente solúveis.
D
Um metal terá maior tendência a se dissolver em outro metal de maior valência do que em um metal de menor valência.
E
Uma solução sólida se forma quando os átomos do soluto criam distorções significativas na rede, e uma nova fase se forma.
Como é denominado o processo de soldagem realizado com um eletrodo não consumível de tungstênio?
A
TIG.
B
Eletrodo revestido.
C
Arco submerso.
D
Eletrodo tubular.
E
MAG.
Qual é a estrutura cristalina da ferrita?
A
Cúbica de face centrada.
B
Hexagonal compacta.
C
Cúbica de corpo centrado.
D
Amorfa.
E
Ortorrômbica.
As tintas de fundo são aquelas aplicadas diretamente ao substrato. Com relação às características dessas tintas, assinale a opção INCORRETA.
A
Possuem em sua composição pigmentos ditos anticorrosivos.
B
São responsáveis pela aderência dos esquemas de pintura aos substratos.
C
Geralmente são foscas ou semifoscas.
D
Possuem característica anti-incrustante.
E
São conhecidas também como primera.
Com relação às ligas metálicas, assinale a opção correta.
A
As ligas de aços com baixo teor de carbono têm baixa dureza e baixa resistência; um aumento na resistência é conseguido por tratamentos térmicos para formar martensita.
B
As ligas de aços com médio teor de carbono, quando tratadas termicamente, são mais resistentes do que os aços com baixo teor de carbono, aumentando a tenacidade.
C
As ligas com alto teor de carbono são resistentes ao desgaste e são capazes de manter a aresta de corte afiada, porém são as menos dúcteis dentre aços-carbono.
D
Os aços de alta resistência e baixa liga não respondem a tratamentos térmicos para ter sua resistência aumentada e são menos resistentes à corrosão do que os aços-carbono.
E
Nas ligas de aços com baixo teor de carbono, as microestruturas consistem nos constituintes perlita e cementita proeutetoide, apresentando ductilidade excepcional.
A resistência à fratura para a maioria dos materiais é significativamente menor que a prevista a partir de cálculos teóricos. Essa discrepância é explicada pela presença de concentradores de tensões. Sobre os concentradores de tensões é correto afirmar que o efeito de um concentrador de tensões é mais significativo nos materiais:
A
frágeis que nos dúcteis, devido a uma distribuição de tensões mais uniforme na vizinhança do concentrador de tensões nos materiais frágeis.
B
dúcteis que nos frágeis, devido a uma distribuição de tensões mais uniforme na vizinhança do concentrador de tensões nos materiais frágeis.
C
frágeis que nos dúcteis, devido a uma distribuição de tensões mais uniforme na vizinhança do concentrador de tensões nos materiais dúcteis.
D
frágeis que nos dúcteis, uma vez que a redistribuição de tensões não ocorre em nenhuma extensão apreciável ao redor de defeitos nos materiais dúcteis.
E
dúcteis que nos frágeis, uma vez que a redistribuição de tensões não ocorre em nenhuma extensão apreciável ao redor de defeitos nos materiais frágeis.
De uma perspectiva atômica, a difusão consiste simplesmente na migração passo a passo dos átomos de uma posição para outra da rede cristalina. Sobre o fenômeno de difusão, é correto afirmar que:
A
a difusão intersticial envolve a troca de um átomo de uma posição normal da rede para uma posição adjacente vaga ou lacuna na rede cristalina.
B
um exemplo de difusão em regime não estacionário é a difusão dos átomos de um gás através de uma placa metálica em que o gradiente de concentração não varia com o tempo.
C
a difusão por lacunas envolve átomos que migram de uma posição intersticial para uma posição intersticial vizinha que esteja vazia.
D
A temperatura tem uma influência significativa sobre os coeficientes e as taxas de difusão, uma vez que, ao se elevar a temperatura, o coeficiente de difusão diminui drasticamente.
E
o sinal negativo na expressão da primeira lei de Fick indica que a direção da difusão ocorre da concentração mais alta para a mais baixa.
No ensaio de tração dos metais, após ser atingida a carga máxima, ocorre a diminuição da secção transversal do corpo de prova na região onde vai se localizar a ruptura. A esta diminuição dá-se o nome de:
A
Alongamento.
B
Limite de ruptura.
C
Alongamento da zona plástica.
D
Encruamento.
E
Estricção.
Com relação às maclas, escolha a opção CORRETA:
A
Em cristais HC e CCC, as maclas podem ser formadas como resultado da deformação sob baixas temperaturas e provocadas por forças mecânicas, dando, assim, origem às maclas de deformação ou maclas mecânicas. Em alguns casos, as maclas podem ser formadas durante tratamentos térmicos após deformação, resultando nas maclas de recozimento. As de recozimento são mais frequentes em materiais com baixa EDE (Energia de Defeito de Empilhamento), pois a energia do contorno coerente de macla é aproximadamente a metade da energia de defeito de empilhamento. Dessa maneira, é esperado que materiais com baixa EDE apresentem alta frequência de maclas de recozimento.
B
As estruturas CFC recristalizadas comumente poderão ter maclas de recozimento. Um cristal de Cu puro terá sua EDE aumentada com a adição de elementos, tais como Zn, Al, Sn e Ge. Com o aumento da EDE, as maclas de recozimento ocorrem mais facilmente.
C
A maclação é importante no processo total de deformação dos metais que possuem poucos sistemas de deslizamento, como é o caso dos metais HC. Isso ocorre porque a maclação favorece a ativação de novos sistemas de deslizamento. Assim, praticamente todo cristal terá seu volume reorientado e, por isso, os metais HC possuirão maior ductilidade do que metais que apresentam maior número de sistemas de deslizamento, como os do tipo CFC.
D
Quanto mais baixa a EDE de um cristal CFC, maior é a separação entre as discordâncias parciais e mais larga é a falha de empilhamento. Assim, em linhas gerais, a tendência de formação de maclas de recozimento em cristais CFC será mais fácil quanto mais alta for a EDE.
E
As maclas de recozimento são frequentemente encontradas em metais e ligas fundidas, pois, durante o processo de resfriamento e solidificação, tem-se uma intensa e rápida migração de contornos.
Entre os desenhos mostrados abaixo, qual é a representação geométrica que melhor configura o círculo de “Mohr”, para a seguinte condição de estado de tensão, dada por
𝜎1 = 10𝑀𝑃𝑎, 𝜎2 = −10𝑀𝑃𝑎 𝑒 𝜎3 = −50𝑀𝑃𝑎:
A
B
C
D
E
O processo de eletroescória é recomendado para a fabricação de estruturas de grande porte, tais como cascos de navios, por exemplo, devido à sua elevada taxa de deposição e custo relativamente baixo. Com relação a esse processo, é correto afirmar que:
A
os consumíveis desse processo são os gases, eletrodos e, no método de tubo guia consumível, os tubos-guias.
B
é limitado à posição de soldagem vertical.
C
não exige abertura de chanfros, porém prolongamentos do chanfro são utilizados.
D
a fusão do eletrodo e do metal base é realizada pela manutenção de arco elétrico em uma escória fundida.
E
a escória produzida no processo deve ter densidade maior do que o metal fundido.
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