Questões de Concurso sobre Ensaios Mecânicos e Tratamentos Térmicos

O tratamento térmico de revenimento foi usado após a têmpera, para diminuir o tamanho de grão do aço.

Desde os estudos de Wöhler, muitos dos resultados de ensaios de fadiga foram obtidos em máquinas de flexão rotativa. Contudo, a maioria das solicitações de fadiga consiste na sobreposição de uma amplitude de tensão em torno de uma tensão média igual ou diferente de zero, como relacionado pelas equações de Goodman, Gerber e Soderberg. Assim sendo, pode-se afirmar que:

A deformação máxima nominal, no limite de resistência, atinge o valor de 40%.

O valor do limite de resistência à tração desse metal é igual a 500 MPa.

Para que a barra possa ser submetida a choques eventuais, o material deverá ter elevada tenacidade à fratura para reduzir a fragilidade do componente.

A nitretação é um tratamento termoquímico em que se promove enriquecimento superficial com nitrogênio. É o tratamento utilizado para peças que necessitam de alta resistência à fadiga superficial, como no caso de engrenagens.

O máximo de ductilidade nos aços pode ser alcançado com o tratamento térmico de recozimento denominado coalescimento ou esferoidização. Nesse tratamento, que é essencialmente um recozimento subcrítico estendido, o material permanece um longo período de tempo a uma temperatura logo abaixo da temperatura eutetóide e depois é resfriado lentamente para permitir a formação de carbetos sob forma esferoidal.

Com respeito aos tratamentos térmicos, julgue os itens a seguir, marque com F a(s) afirmativa(s) falsa(s) e com V a(s) verdadeira(s) e assinale a opção correta.

( ) A figura (1) representa o tratamento térmico chamado recozimento que consiste no aquecimento do aço acima da zo- na crítica, seguido de um esfriamento lento. Com esse tipo de tratamento térmico restitui-se ao material as propriedades normais que foram alteradas por um tratamento mecânico ou térmico anterior, ou ainda refinar texturas brutas de fusão.

( ) Na figura (2) tem-se um diagrama esquemático do tratamento térmico chamado têmpera, caracterizado pelo resfriamento de uma peça acima da zona crítica, seguido de um aquecimento brusco em forno para aumentar a dureza superficial e as resistências à tração, à compressão e ao desgaste de materiais dúcteis.

( ) O tratamento térmico revenido, ilustrado na figura (3), consiste em um resfriamento de uma peça metálica previamente temperada até uma temperatura abaixo da zona crítica. Esse tratamento térmico é praticado com o intuito de corrigir certos efeitos da têmpera, quando se manifesta uma dureza ou fragilidade excessivas.

A seguir apresenta-se o diagrama típico tensão- deformação de um ensaio de tração realizado com um corpo de prova feito de uma certa liga metálica. Com o auxílio do diagrama julgue os itens a seguir, marque com F para falso e com V para verdadeiro e assinale a opção correta.

( ) O segmento OA do diagrama caracteriza um regime elástico tensão-deformação descrito pela equação = E , em que é a tensão aplicada ao corpo de prova, E denota o módulo de elasticidade do material e é a deformação sofrida pelo corpo de prova.
( ) O ponto A é denominado limite de resistência do material, definido como a maior tensão que a liga metálica pode suportar sem sofrer qualquer deformação residual ao ser descarregado.
( ) No início da fase plástica, trecho AB, ocorre um fenômeno irreversível microestrutural de reestruturação de grãos ou resistência a deformações plásticas
chamado de escoamento, caracterizando-se pelo aumento de deformação permanente do material sem que haja variação de tensão.
( ) O encruamento do material corresponde ao endurecimento causado pela quebra dos grãos que compõem o material quando deformado a frio. O encruamento corresponde ao trecho BC do diagrama no qual a tensão aumenta com a deformação até atingir o limite de ruptura do material indicado pelo ponto C no diagrama.

O ensaio indicado para verificar a existência de trincas em um componente mecânico é o de:

O eixo de uma máquina em condições normais de operação está sujeito a um carregamento conforme mostrado no gráfico abaixo.

Aqui   representam, respectivamente, a tensão máxima que o material do eixo pode suportar e a tensão máxima de trabalho. Nessas condições de operação, após vários ciclos de funcionamento, o eixo da máquina rompe-se. Assinale entre as opções abaixo o ensaio mecânico que um engenheiro mecânico, especialista na área de materiais, deveria solicitar ao fabricante do eixo para estimar-se a vida útil dessa peça.

Revenido ou revenimento - um tratamento térmico complementar que se segue à têmpera, ou martêmpera, com a finalidade de diminuir a excessiva dureza e as tensões termomecânicas residuais associadas aos tratamentos anteriores - é feito a temperaturas inferiores à da zona crítica. Assim, durante o revenimento de um aço, se ele permanecer por algum tempo em certas faixas de temperatura proibidas, pode ocorrer uma redução na resistência ao impacto, a qual é passível de se verificar por meio de um ensaio Charpy.

Ligas de alumínio em geral são passíveis de envelhecimento artificial, um tratamento térmico comum em ligas que sofreram encruamento e que consiste no aquecimento à temperatura de 150 °C, por algumas horas, seguido de resfriamento lento. Esse processo produz ductilidade e estabilidade dimensional. Um uso bastante comum desse tratamento é a aplicação de rebites em estruturas aeronáuticas.

A alteração das propriedades do metal ferro pode ser feita mediante tratamentos térmicos. Essa alteração provém das variações que ele manifesta em sua estrutura cristalina quando aquecido, passando de CCC (cúbico de corpo centrado) para CFC (cúbico de face centrada). Além do mais, essa variação é reversível, restabelecendo-se a estrutura inicial quando o ferro é: