Questões de Concurso sobre Ensaios Mecânicos e Tratamentos Térmicos

O ensaio de impacto usando um martelo pendular (Máquina de Charpy) pode ser usado para caracterizar o comportamento frágil dos materiais empregados em Engenharia. Para tanto, é correto afirmar que:

No que se refere aos objetivos do tratamento térmico dos aços, analise as afirmativas a seguir:

I. Reduzir a tensão interna proveniente de trabalho mecânico.

II. Melhorar a usinabilidade para facilitar o corte.

III. Melhorar a ductilidade dos aços para realização de trabalhos mecânicos.

Estão corretas

Analise as assertivas abaixo sobre tratamentos térmicos:

I. O recozimento é realizado com o objetivo de aliviar tensões, aumentar a ductilidade e regularizar a estrutura do material.

II. A normalização é utilizada para criar uma estrutura martensítica, proporcionando maior dureza e resistência mecânica.

III. A têmpera requer resfriamento rápido para formar martensita, mas o revenido é necessário para corrigir tensões residuais e aumentar a ductilidade.

Quais estão corretas?

O tratamento termoquímico por difusão consiste em enriquecer as camadas superficiais da peça de aço com elementos químicos. A cementação utiliza o elemento químico

O teste de impacto Charpy é utilizado para avaliar a dureza de materiais, mensurada pela quantidade de energia absorvida pela fratura do material, em um ensaio de impacto.

Sobre os conceitos relacionados aos ensaios mecânicos de dureza, analise as afirmações a seguir e escolha a alternativa correta.

I. O ensaio de dureza Brinell é mais adequado para materiais macios, como alumínio e ligas de chumbo, devido ao grande diâmetro da impressão deixada pela esfera de carga.

II. No ensaio de dureza Rockwell, a profundidade da impressão é medida diretamente, sendo esse método mais rápido e utilizado para materiais de dureza variável.

III. O ensaio de dureza Vickers utiliza um penetrador piramidal de diamante e é apropriado para medir a dureza de materiais finos ou pequenas regiões da amostra.

IV. O ensaio de dureza Knoop é semelhante ao Vickers, mas é projetado para medir durezas em áreas extremamente pequenas, como em recobrimentos superficiais.

Sobre os tipos de tratamento térmico dos aços liga à base de (Fe-C), assinale (V) para as afirmativas verdadeiras e (F) para as falsas.

( ) Recozimento é o aquecimento acima da temperatura de recristalização seguido de um resfriamento brusco, e um de seus objetivos é remover as tensões internas.

( ) Recozimento tem por objetivo remover as tensões internas, diminuir a dureza e ajustar o tamanho do grão.

( ) Têmpera é o processo que modifica a estrutura interna do material acompanhado do ganho de dureza, proveniente do resfriamento rápido em qualquer meio gasoso.

( ) Esferoidização é mais aplicável em aços de médio e alto teor de carbono, e um dos seus objetivos é melhorar a usinabilidade do material.

( ) Revenimento é aplicado após a têmpera. Uma das alterações da sua estrutura alcançada é a redução de dureza e resistência à tração.

A sequência correta é

São considerados ensaios destrutivos:

I- Charpy

II- Fluência

III- Dureza Brinell

IV- Partículas magnéticas

Estão corretas as afirmativas

Sobre o ensaio Jominy para traçar a curva de temperabilidade de um material, assinale (V) para as afirmativas verdadeiras e (F) para as falsas.

( ) A extremidade temperada é resfriada mais rapidamente e tem a possibilidade de formar maior quantidade de martensita.

( ) A taxa de resfriamento diminui com a distância a partir da extremidade temperada, e a dureza se mantém constante.

( ) Um aço que é altamente temperável retém altos valores de dureza ao longo de distâncias relativamente grandes; um aço com baixa temperabilidade não retém altos valores de dureza.

( ) A difusão do carbono e a formação de maior proporção de perlita, que tem menor dureza que a martensita, ocorre com a diminuição da taxa de resfriamento.

( ) Cada aço tem sua própria curva de temperabilidade de acordo com o ensaio Jominy, e a sua dureza diminui com a distância em relação à região que é resfriada pelo contato com o fluxo de água.

A sequência correta é

A quase totalidade dos metais usados industrialmente, bem como suas ligas, é suscetível de sofrer corrosão quando exposta a agentes oxidantes, como oxigênio, enxofre, halogênios, dióxido de enxofre (SO2), gás sulfídrico (H2S) e vapor de água. Esse comportamento resulta do fato de as reações desses metais com esses oxidantes serem exotérmicas, sendo, portanto, termodinamicamente possíveis em temperaturas elevadas, nas quais o decréscimo de energia livre é menor, a reação é mais favorecida cineticamente e a velocidade de oxidação é consideravelmente maior. Sobre a prevenção corrosão em materiais metálicos, analise as afirmativas abaixo.

I. A quase totalidade dos metais usados industrialmente, bem como suas ligas, é suscetível de sofrer corrosão quando exposta a agentes oxidantes, como oxigênio, enxofre, halogênios, dióxido de enxofre (SO${}_2$), gás sulfídrico (H${}_2$S) e vapor de água.

II. As reações dos metais com esses oxidantes são endotérmicas, o que as torna termodinamicamente possíveis em temperaturas elevadas, favorecendo cineticamente a velocidade de oxidação.

III. A prevenção da corrosão pode ser alcançada por meio de técnicas de revestimento, como pintura, galvanização e metalização, que criam uma barreira física entre o metal e o ambiente corrosivo.

IV. A corrosão é um fenômeno exclusivamente dependente da temperatura, e, portanto, a exposição do metal a altas temperaturas é a principal causa da corrosão.

V. A escolha adequada do material e do ambiente de aplicação, bem como a implementação de medidas de proteção catódica e o controle do pH do meio corrosivo, são estratégias eficazes na prevenção da corrosão.

Estão corretas as afirmativas:

O ensaio de corrosão por polarização é um método destrutivo utilizado para determinar a taxa de corrosão de materiais metálicos em ambientes agressivos, como o fundo do oceano, sendo, porém, impraticável sua realização in situ em equipamentos submarinos.

Ao passar por operações como uma laminação, os aços deformados plasticamente consistem em grãos de perlita, com formas irregulares e relativamente grandes, que variam substancialmente em tamanho. Nessa situação, aplica-se tratamento térmico de recozimento visando refinar os grãos (diminuir o seu tamanho médio) e produzir uma distribuição de tamanhos mais uniforme e desejável – os aços perlíticos com grãos finos são mais tenazes que os com grãos mais grossos. Com relação a esse tratamento de recozimento, assinale a alternativa correta.

Durante o desenvolvimento de novas ligas metálicas para uso em componentes aeroespaciais, engenheiros precisam realizar ensaios de propagação de trincas por fadiga.

Um exemplo de resultado deste tipo de ensaio está apresentado na figura abaixo, que apresenta a taxa de crescimento da trinca ($\frac{da}{dN}$) e a variação do fator de intensidade de tensão (∆𝐾) para diferentes comprimentos de trinca.

Ref.: Dowling, Norman E. Mechanical Behavior of Materials eBook: International Edition. Pearson Higher Ed, 2013.

Um modelo muito utilizado para este tipo de ensaio é o modelo exponencial definido pela Lei de Paris, que permite calcular a inclinação da linha reta no gráfico log-log corresponde ao expoente 𝑚 e o intercepto com o eixo y definido como 𝐶 ($\frac{mm/ciclos}{MPa\sqrt{m}}$).

Supondo que dois pontos hipotéticos de um determinado ensaio são 𝐴 = (10, 10⁻⁵) e 𝐵 = (100, 10⁻²), os valores dos parâmetros são

Sobre a finalidade de se empregar o tratamento térmico conhecido como revenimento em peças que foram submetidas ao tratamento de têmpera, assinale a afirmativa correta.

Testes mecânicos são procedimentos utilizados para avaliar as propriedades mecânicas de materiais, componentes ou estruturas.

O principal critério de avaliação em um teste de resistência à fadiga é a:

Associe cada descrição de resultado de teste com o tipo de teste mecânico correspondente.

1. Teste de flexão

2. Teste de impacto

3. Teste de fadiga

4. Teste de resistência

( ) O material mostra uma deformação permanente após a aplicação de uma carga.

( ) O componente falha após um número específico de ciclos de carregamento.

( ) O material absorve a energia do impacto sem ruptura.

( ) O material exibe uma curva de carga-deflexão característica.

Assinale a opção que indica a relação correta na ordem apresentada.

Diversas propriedades mecânicas de um material submetido aos esforços de tração, tais como limite de resistência, limite de escoamento, módulo de elasticidade, entre outros, são determinadas a partir dos resultados de tensão e deformação específica, obtidos durante o ensaio de tração em um corpo de prova representativo do material em questão.

Considere o ensaio de tração realizado em um corpo de prova de seção circular de 100 mm2 de área de seção transversal, 40 mm de comprimento útil e 80 mm de comprimento total. Ao se aplicar uma força de tração de 48 000 N no corpo de prova, qual será o valor da tensão a que ele estará sendo submetido?

Assinale a opção que apresenta corretamente exemplos de ensaios destrutivos.

O tratamento superficial de nitretação ocorre no intervalo de temperatura entre:

As tecnologias relativas aos ensaios não destrutivos têm desempenhado importante papel na detecção de trincas em componentes inspecionados. Nesse contexto, para a detecção de trincas superficiais e de trincas internas, os ensaios não destrutivos mais adequados são, respectivamente,