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Questões de Concurso sobre Termodinâmica aplicada aos materiais (transformações térmicas, resfriamento, etc)
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Com uma certa frequência os materiais de vários tipos são tratados termicamente para melhorar suas propriedades. Os fenômenos que ocorrem durante um tratamento térmico envolvem quase sempre a difusão atômica. Com base nesta área da ciência, analise as afirmativas abaixo e dê valores Verdadeiro (V) ou Falso (F).
( ) Para os compostos iônicos, o fenômeno da difusão é mais simples do que para os metais, pois estes são estudados sempre ao par lacuna-carga.
( ) A temperatura tem influência profunda sobre os coeficientes e as taxas de difusão.
( ) Uma tecnologia que aplica a difusão em estado sólido é a da fabricação de circuitos integrados, conhecidos por semicondutores.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta de cima para baixo.
A
V - F - V
B
F - V - V
C
V - V - F
D
F - V - F
E
V - V - V
Na fabricação de materiais cerâmicos é usual se efetuar um tratamento térmico de
A
têmpera.
B
normalização.
C
sinterização.
D
recozimento.
E
esferoidização.
Ao se aquecer o aço-carbono e colocá-lo em contato com um meio rico em carbono, como o carvão vegetal, possibilita-se a redução do teor de carbono do aço pelo processo de difusão no estado sólido.
C
Certo
E
Errado
Ao ser aquecido a uma temperatura elevada e abaixo do seu ponto de fusão, o aço-carbono pode apresentar, quando da ocorrência do processo de recristalização, uma redução da sua resistência mecânica e da sua dureza.
C
Certo
E
Errado
Os processos metalográficos em geral consistem na preparação adequada da superfície da amostra com posterior ataque químico e são capazes de identificar contornos de grãos, macro e microestruturas, além de tratamentos térmicos e mecânicos sofridos pela peça.
C
Certo
E
Errado
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Para tratamento térmico de ligas metálicas, a máxima temperatura recomendada está localizada na região entre as linhas liquidus e solidus do diagrama de fases da respectiva liga.
C
Certo
E
Errado
A temperatura é uma variável importante no processamento industrial, especificamente a temperatura de fusão (Tf) que promove a transformação entre estados, principalmente para polímeros semicristalinos. Qual situação a seguir contribui para o aumento da Tf, com base nas estruturas químicas do polímero?
A
A presença de grupos polares como Cl, OH e CN, pois diminuem as forças de ligação intermoleculares.
B
A presença de grupos laterais volumosos assimétricos na cadeia polimérica, pois restringem sua mobilidade.
C
A ausência de ligações duplas e/ou grupos aromáticos na cadeia principal, pois diminuem sua mobilidade.
D
A ausência de altos valores da massa molar média, pois cadeias principais curtas restringem sua mobilidade.
E
A presença de O e S na cadeia principal, pois formam ligações favoráveis para sua mobilidade.
Corrosão intergranular é um processo de degradação que ocorre principalmente em alguns aços inoxidáveis. Esse tipo de corrosão é conhecido como sensitização de aços inoxidáveis e está sempre presente na soldagem desses materiais. A sensitização pode ser revertida por tratamento térmico, por um tempo apropriado, com as seguintes condições:
A
tratamento térmico após a soldagem em temperatura elevada, a fim de reduzir os óxidos de cromo em cromo metálico.
B
submissão do material a uma temperatura elevada o suficiente para solubilizar os carbonetos de níquel, seguida de um resfriamento lento.
C
submissão do material sensibilizado em temperatura elevada, na qual todas as partículas de carbeto de cromo são redissolvidas.
D
atmosfera oxidante e temperatura elevada o suficiente para oxidar os carbonetos de níquel.
Uma empresa de caldeiraria pesada comprou um lote de ferro comercialmente puro (constituído de uma única fase). No entanto, esse material apresentou elevada dureza, o que dificultava seu processo de conformação mecânica. Os técnicos da empresa propuseram um tratamento térmico de uma hora para a recristalização do material. É de conhecimento que a temperatura de fusão do ferro é de aproximadamente 1538ºC. A temperatura que resultará na menor dureza possível é de:
A
480ºC.
B
615ºC.
C
420ºC.
D
380ºC.
Os materiais poliméricos semicristalinos podem apresentar três estados físicos-mecânicos: o vítreo, o borrachoso e o viscoso. Sabendo que Tg é a temperatura de transição vítrea e Tm é a temperatura de fusão cristalina, o estado borrachoso é encontrado quando o polímero apresenta temperatura:
A
abaixo da Tg, fazendo com que as cadeias poliméricas não tenham energia suficiente para se moverem.
B
acima da Tg, fazendo com que as cadeias poliméricas tenham energia suficiente para se moverem.
C
acima da Tm, fazendo com que as cadeias poliméricas tenham energia suficiente para se moverem.
D
entre a Tg e a Tm, fazendo com que as cadeias poliméricas tenham energia suficiente para dar mobilidade somente à região amorfa do material.
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Temperabilidade é um termo empregado na literatura para descrever a habilidade de uma liga ser endurecida através da formação de martensita, após a execução de um tratamento térmico. Os fatores que afetam a temperabilidade são:
A
a composição química, o tamanho de grão austenítico e a homogeneidade da austenita
B
a composição química, o tamanho de grão ferrítico e a homogeneidade da perlita
C
a variação no teor de carbono e a homogeneidade da fase ferrítica
D
a composição química, a homogeneidade das fases e o encruamento
Para realizar o tratamento de recozimento pleno, é necessário que o metal seja aquecido a uma temperatura
A
na Zona Crítica.
B
acima da Zona Crítica.
C
abaixo da Zona Crítica.
D
no limite inferior da Zona Crítica.
E
entre a temperatura ambiente e a Zona Crítica.
O processo de fundição consiste em vazar metal líquido num molde. Relacione os processos de fundição listados a seguir às suas respectivas características.
I. Cera Perdida
II. Molde Permanente
III. Injeção
( ) processo automatizado.
( ) possibilidade de peças com paredes finas.
( ) reprodução de detalhes.
Assinale a opção que indica a relação correta, segundo a ordem apresentada.
A
I, II, III.
B
I, III, II;
C
III, I, II.
D
II, I, III.
E
II, III, I.
Os processos de conformação mecânica são aqueles que, por meio de forças e ferramentas, alteram a geometria do material. Em função da temperatura, o trabalho de conformação a frio em relação ao quente possui
A
menor tolerância ao acabamento e menor necessidade de energia.
B
maior uniformidade da microestrutura e menor necessidade de energia.
C
maior uniformidade da microestrutura e maior necessidade de energia.
D
menor tolerância ao acabamento e menor surgimento de discordâncias.
E
maior tolerância ao acabamento e menor surgimento de discordâncias.
Os polímeros passam por transformações em suas estruturas em função da temperatura. A figura a seguir apresenta a variação do volume para os polímeros cristalino, semicristalino e 100% amorfo.
Tg: temperatura de transição vítrea
Tm: temperatura de fusão
As curvas que representam esses polímeros são, respectivamente,
A
A, B e C.
B
C, B e A.
C
B, C e A.
D
A, C e B.
E
C, A e B.
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O termo "Fluência" no estudo de propriedades dos materiais cerâmicos pode ser entendido como a deformação lenta que ocorre nos materiais submetidos ao carregamento estático, sob altas temperaturas. Sendo assim, é correto afirmar que:
A
o termo "Fluência" não pode ser empregado em materiais cerâmicos, uma vez que é definido para materiais metálicos que possuem estruturas cristalográficas completamente diferentes.
B
As tensões aplicadas no material promovem a deformação dos contornos de grãos, diminuindo os movimentos de discordâncias, possibilitando uma resposta do tipo fluida do material.
C
A fluência ocorre principalmente em materiais cristalinos por apresentarem baixa possibilidade de movimentação atômica à medida que a carga aplicada e temperatura são elevadas.
D
A velocidade do fenômeno de fluência é determinada de maneira simples, tendo uma dependência do tipo exponencial com o negativo do inverso da temperatura e proporcional à carga aplicada.
E
A velocidade de fluência depende, conjuntamente, da tensão e da temperatura. Os mecanismos que influem no processo são, entre outros, a deformação dos contornos de grão, os movimentos de discordâncias e a difusão.
A tensão residual em um material estrutural é resultado de vários processos de fabricação que introduzem no material uma tensão elástica interna, mesmo na ausência de carregamentos externos ou gradientes de temperatura. Assinale a alternativa correta.
A
As origens das tensões residuais não são relacionadas a processos químicos, térmicos ou mecânicos.
B
Processos mecânicos de fabricação que envolvem deformação plástica não uniforme são vantajosos pois não produzem tensões residuais.
C
Estas tensões residuais podem afetar as propriedades do material em relação à resistência à fadiga e resistência à ruptura
D
A determinação de tensão residual em materiais é algo bastante problemático, uma vez que apenas ensaios destrutivas são capazes de determinar a tensão residual no material.
E
Tensão residual e tensão de cisalhamento são homônimos e dependem da força aplicada sobre a amostra e sua área transversal ao plano de aplicação.
O tratamento térmico do aço é realizado por meio de resfriamento ou aquecimento controlados, alterando suas propriedades físicas. A respeito desses processos, assinale a afirmativa correta.
A
A têmpera torna o aço frágil.
B
A solubilização aumenta a dureza do metal.
C
O revenimento é aplicado antes do processo da têmpera.
D
O recozimento tem por objetivo diminuir a sua ductibilidade.
E
A normalização aumente as tensões internas da peça forjada.
Considere a figura a seguir. Ela apresenta um diagrama de fase binário A-B com as reações trifásicas.
Com base nos dados da figura, cinco pontos invariantes são representados, respectivamente, por:
A
2 eutéticos, 2 eutetóides e 1 peritético.
B
2 eutéticos, 1 eutetoíde, 1 peritetóide e 1 peritético.
C
1 eutético, 1 monotético, 1 eutetóide, 1 peritético e 1 peritetoíde
D
2 eutéticos, 1 eutétoide, 1 peritético e 1 monotético.
A difusão nos materiais é um processo termicamente ativado e dependente do tempo. Assim, torna-se necessário saber o quão rápido ocorre a difusão expressa pelo fluxo de difusão (J). Dessa forma, temos que:
A
o mecanismo intersticial se dá pelo movimento dos átomos ou íons através dos interstícios das redes cristalinas, provocando o deslocamento permanente dos átomos ou íons da rede cristalina da matriz.
B
o mecanismo de difusão substitucional envolve o deslocamento de um átomo e/ou íon de uma posição normal da rede para um sítio vago do retículo cristalino.
C
a difusão intersticial ocorre mais lentamente do que a difusão por lacunas, uma vez que os átomos intersticiais são menores e mais móveis.
D
a 1ª Lei de Fick estabelece o processo de difusão em estado estacionário, enquanto que a 2° lei de Fick ocorre em condições de estado não-estacionário (condições transientes).
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