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Questões de Concurso sobre Características dos materiais metalúrgicos
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O ponto de fusão de um determinado material é a temperatura em que há a passagem do estado sólido para o estado líquido. Dos metais apresentados a seguir, qual possui o menor ponto de fusão?
A
Ferro.
B
Níquel.
C
Prata.
D
Latão.
E
Magnésio.
Uma amostra de aço-carbono submetida ao ensaio de temperabilidade (ensaio Jominy) apresenta microestruturas diferentes, que variam em função da distância em relação à extremidade resfriada.
C
Certo
E
Errado
O aço inoxidável 304 adquire sua proteção contra corrosão pela formação de um filme superficial denso de
A
Fe2O3
B
SiO2
C
Cr2O3
D
Al2O3
E
MgO
Considerando o alumínio PM = 27g e a densidade igual a 2700 kg/m3, a opção mais próxima do número de átomos presentes em 2 mm3 é
A
1,204 x 1023 átomos.
B
6,02 x 1023 átomos.
C
6,02 x 1017 átomos.
D
1,204 x 1020 átomos.
E
2,408 x 1023 átomos.
Um aço hipereutetóide, com 1,1 %C, é resfriado de forma que a quantidade de perlita presente na microestrutura é 98,7%. A razão entre as espessuras das lamelas de ferrita e cementita na perlita é dada pela equação 𝑅 =%Fe3C%Feα. Considere que as densidades da ferrita e cementita sejam iguais. Marque a alternativa que apresenta CORRETAMENTE a razão entre a espessura das lamelas obtida por meio desse resfriamento:
A
7.
B
5,1.
C
6.
D
5,6.
E
4,9.
No almoxarifado de uma empresa, guardam-se tubos de dimensões idênticas de aço inoxidável SAE316 e níquel puro. Durante uma limpeza, um funcionário misturou os tubos. Como não havia nenhuma outra maneira de determinar a composição dos tubos, um engenheiro decidiu medir a densidade de um dos tubos para a definição do tipo de material. O valor encontrado foi de 8902 kg/m3. Apesar de a composição do aço SAE316 possuir diferentes elementos além do ferro, uma hipótese aceitável é considerá-lo como constituído de ferro puro. Em uma tabela periódica, a massa molecular e o raio atômico dos elementos ferro e níquel são, respectivamente, 55,8 g/mol e 126 pm; e 58,7 g/mol e 124 pm; já o número de Avogrado é NA = 6,023.1023.
A densidade calculada do níquel, por kg/m3, foi de
A
9703,2
B
9037,7
C
8188,5
D
4518,8
E
2759,4
Aços elétricos de grão orientado são aços com estrutura cristalina cúbica de corpo centrado da fase ferrita, com 3% de silício, produzidos com uma forte textura cristalográfica do tipo {1 1 0}<0 0 1>, com quase a totalidade dos cristais que compõem a chapa plana com seus planos {1 1 0} paralelos à superfície da chapa e a direção <1 0 0> paralela à direção longitudinal da chapa. Esses aços fornecem importantes propriedades eletromagnéticas na produção de motores elétricos e de outros equipamentos eletromagnéticos.
Considerando-se que o parâmetro de rede da fase ferrita é 0,2867 nm, o número de átomos de ferro, por unidade de área do plano da textura, em unidade de átomos/nm2, é
A
6,0
B
8,6
C
12,0
D
17,2
E
43,0
Considere a seguinte Tabela de potencial padrão de redução para alguns sistemas metálicos.
-
Tabela de Potencial Padrão de Redução | |
Reação | Potencial (V) |
Zn2+ + 2e- = Zn | -0,763 |
Cr3+ + 3e- = Cr | -0,740 |
Fe2+ + 2e- = Fe | -0,440 |
Ni2+ + 2e- = Ni | -0,250 |
2H1+ + 2e- = H2 | 0,000 |
Cu1+ + e- = Cu | 0,521 |
Ag1+ + e- = Ag | 0,799 |
-
Se dois metais distintos forem colocados em contato elétrico, forma-se uma célula galvânica em que
A
zinco corrói, e ferro não corrói.
B
ferro corrói, e zinco corrói.
C
zinco não corrói, e níquel corrói.
D
níquel não corrói, e cobre não corrói.
E
prata corrói, e zinco não corrói.
A equação que dará o valor CORRETO da densidade aproximada do alumínio cristalino CFC, em [kg/m3], caso o raio (r) atômico seja substituído em [m] será: (considere o PM do Al 27g).
A
p ≅ r36,6.2.10−27 [kg/m3]
B
p ≅ r35,6.2.10−24 [kg/m3]
C
p ≅ r34,1.2.10−27 [kg/m3]
D
p ≅ r35,6.2.10−27 [kg/m3]
E
p ≅ r36,6.2.10−24 [kg/m3]
Suponha que você deseja maximizar a resistência “σ” (limite de resistência) de uma liga metálica, controlando o tamanho de grão do metal, em um processo de conformação mecânica a quente. Então, você deve atuar no incremento da taxa de nucleação "𝑁" ̇ dos sítios de formação de novos grãos e na diminuição da taxa de crescimento "𝐶" do grão, no processo de recristalização da microestrutura dessa liga. Dessa forma, escolha a opção que descreve corretamente como é possível provocar esses efeitos, na prática, atuando no controle dos parâmetros do processo:
A
Deformar mais intensamente o metal ↑ (maior 𝜀 e/ou maior ↑ 𝑡𝑎𝑥𝑎 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑓𝑜𝑟𝑚açã𝑜 𝜀̇) e controlar a perda de temperatura (maior ↑ 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑠𝑓𝑟𝑖𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜).
B
Deformar mais intensamente o metal (𝑚𝑎𝑖𝑜𝑟 ↑ 𝑑𝑒𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎çã𝑜 𝜀 𝑒/𝑜𝑢 𝑚𝑎𝑖𝑜𝑟 ↑ 𝑡𝑎𝑥𝑎 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎çã𝑜 𝜀̇) e controlar a perda de temperatura (𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 ↓ 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑠𝑓𝑟𝑖𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜).
C
Deformar menos intensamente o metal (menor ↓ 𝑑𝑒𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎çã𝑜 𝜀 𝑒/𝑜𝑢 𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 ↓ 𝑡𝑎𝑥𝑎 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎çã𝑜 𝜀̇) e controlar a perda de temperatura (𝑚𝑎𝑖𝑜𝑟 ↑ 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑠𝑓𝑟𝑖𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜).
D
Deformar menos intensamente o metal (𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 ↓ 𝑑𝑒𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎çã𝑜 𝜀 𝑒/𝑜𝑢 𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 ↓ 𝑡𝑎𝑥𝑎 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎çã𝑜 𝜀̇) e controlar a perda de temperatura (𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 ↓ 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑠𝑓𝑟𝑖𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜).
E
Deformar homogeneamente o metal (𝑑𝑒𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎çã𝑜 𝜀 𝑒 𝑡𝑎𝑥𝑎 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎ça~𝑜 𝜀̇ 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠) e aplicar um resfriamento acelerado.
Indique qual é a expressão CORRETA usada para obter o valor da tenacidade de uma liga metálica, na qual a curva de tensão verdadeira x deformação obedece à lei potencial simples dada pela equação 𝜎 = 𝑘𝜀𝑛:
A
𝑈𝑇 = K n1𝜀𝑛+1
B
𝑈𝑇 = K n1𝜀𝑛
C
𝑈𝑇 = K n+11𝜀𝑛+1
D
𝑈𝑇 = K n+11𝜀𝑛
E
𝑈𝑇 = K𝜀𝑛
Com relação às leis da recristalização, escolha a opção CORRETA:
A
Não é necessária uma deformação mínima para causar a recristalização.
B
Diminuindo o tempo de recozimento, diminui-se a temperatura necessária para a recristalização.
C
O tamanho de grão final depende (fortemente) do grau de deformação e (fracamente) da temperatura de recozimento. Quanto maior o grau de deformação e/ou menor a temperatura de recozimento, menor será o tamanho de grão final.
D
A quantidade de deformação requerida para dar um grau de deformação/formação de defeitos equivalente diminui com o aumento da temperatura de trabalho.
E
Continuando o aquecimento após a recristalização se completar, o tamanho de grão diminui, devido ao aumento das interfaces de alto ângulo.
Considerando a célula unitária do C, na forma de diamante e grafite, escolha a opção CORRETA:
A
No grafite, os átomos estão organizados em camadas. Em cada camada, os átomos são dispostos em um arranjo hexagonal e essas camadas são ligadas entre si por ligações secundárias. Já o diamante, é formado exclusivamente por ligações covalentes, nas quais elétrons são compartilhados. Devido a essas características, o carbono, na forma de diamante, pode ser designado como um excelente agente abrasivo. Já o carbono, na forma de grafite, é um excelente condutor de eletricidade, devido às suas ligações covalentes com elétrons livres.
B
No grafite, elétrons participam de ligações fracas, do tipo Van der Waals, entre as camadas de anéis hexagonais formados por conjuntos de 6 átomos de carbono, e, como consequência dessas ligações interplanares fracas, a clivagem é fácil, dando assim origem às suas excelentes propriedades lubrificantes.
C
O grafite e o diamante são excelentes condutores de eletricidade, ambos, quando dopados com Ge, atingem a supercondutividade.
D
Tanto no diamante quanto no grafite, as estruturas cristalinas são constituídas exclusivamente por ligações do tipo primárias covalentes. Nesses sistemas, não existem ligações fracas, como as do tipo Van der Waals.
E
O diamante é constituído por uma estrutura tetragonal cúbica, em que os átomos de carbono estão ligados entre si, por ligações exclusivamente covalentes. Já o grafite tem uma estrutura hexagonal com elevada dureza e, por isso, trata-se de um material designado como agente abrasivo.
A respeito da teoria da termodinâmica e cinética da nucleação e crescimento é possível afirmar que
A
o crescimento do sólido se dá por migração de átomos do líquido para o sólido, acoplando os átomos, nas posições de equilíbrio, na superfície do líquido (reticulado cristalino), que é específico do metal em questão.
B
o núcleo é um sólido que pode crescer ou se dissolver, independentemente da temperatura do sistema.
C
a nucleação homogênea ocorre aleatoriamente em todo o sistema, ou seja, não existem sítios preferenciais para a formação de núcleo, e é obtida com o super-resfriamento do sistema.
D
nas operações industriais de vazamento de metal líquido, a nucleação será certamente heterogênea, pelo fato de que a superfície a ser criada pela nucleação, a partir de um substrato, é menor, (comparada à superfície da nucleação homogênea) podendo facilitar o processo, pois a força motriz para vencer a barreira energética de superfície é maior.
E
o trabalho realizado, W, para formar um núcleo esférico, por nucleação homogênea, é dado pela equação da variação total de energia livre na transformação de um líquido em um sólido não deformado, como segue: 𝑊 = ∆𝐺ℎ𝑜𝑚 = 34 𝜋𝑟3 ∆𝐺𝑣 − 3𝜋𝑟 2𝛾.
Considere o gráfico tensão versus deformação de engenharia apresentado abaixo para os materiais puros Cu, Ni e Ti.
Uma oficina mecânica precisa fazer uma haste com seção quadrada de 1 mm de lado para suportar uma carga de tração de 150 N, sem deformação plástica.
Que material(is), dentre o(s) apresentado(s) no gráfico pode(m) ser empregado(s) para fazer essa haste?
A
Cu, apenas
B
Cu e Ni, apenas
C
Cu e Ti, apenas
D
Ni e Ti, apenas
E
Cu, Ni e Ti
As ligas de alumínio costumam conter os seguintes elementos de liga: Cu, Li, Mg, Si e Zn.
O elemento mais importante para a redução da densidade de uma liga de alumínio é o
A
Cu
B
Li
C
Mg
D
Si
E
Zn
A dureza por indentação é um ensaio mecânico muito comum na indústria metalúrgica, por ser relativamente simples de ser realizado.
Essa dureza é uma medida da
A
velocidade de movimento das discordâncias durante um processo de deformação elástica.
B
quantidade máxima de energia absorvida até a fratura.
C
quantidade máxima de energia absorvida durante uma deformação elástica.
D
resistência de um material a sofrer deformação plástica permanente.
E
resistência de um material a sofrer deformação elástica permanente.
Marque a alternativa que indique uma condição físico-química adequada para que um elemento químico se dissolva, intersticialmente, na estrutura cristalina de um outro elemento:
A
Os elementos devem possuir uma compatibilidade química muito próxima, ou seja, as suas bandas de valência devem ser completas.
B
A diferença de tamanho entre os elementos deve estar na ordem de 0,59 a razão entre os diâmetros atômicos, ou seja, o átomo intersticial (soluto) deve ser muito menor que o átomo do solvente.
C
Os pequenos átomos de soluto intersticial se dissolvem mais facilmente nos elementos eletronegativos do que em outros metais.
D
Os átomos intersticiais devem difundir-se mais facilmente pelo reticulado do solvente devido à presença das lacunas.
E
A solubilidade dos átomos de soluto intersticial depende do fator de empacotamento da estrutura cristalina do solvente.
Considere as perguntas a seguir, bem como a definição das variáveis, e escolha a opção que contém as respostas CORRETAS:
I. Quais são os tipos de difusão atômica nos sólidos, de acordo com a literatura da área de Metalurgia?
II. Qual é a relação das Energias de Ativação, em termos de suas ordens de grandeza?
𝑄𝑣 − Energia de Ativação de Volume;
𝑄𝑐𝑔 − Energia de Ativação de Contorno de grão;
𝑄𝑠 − Energia de Ativação na Superfície;
𝑄𝑖 − Energia de Ativação na Interface.
A
I. Difusão no Volume; Difusão no Contorno de Grão e Difusão na Superfície.
II. 𝑄𝑣 > 𝑄𝑐𝑔 > 𝑄𝑠.
B
I. Difusão no Volume; Difusão no Contorno de Grão e Difusão na Superfície.
II. 𝑄𝑣 < 𝑄𝑐𝑔 < 𝑄𝑠.
C
I. Difusão no Volume; Difusão no Contorno de Grão e Difusão na Interface.
II. 𝑄𝑣 > 𝑄𝑐𝑔 > 𝑄𝑖.
D
I. Difusão no Volume; Difusão no Contorno de Grão e Difusão na Interface.
II. 𝑄𝑣 < 𝑄𝑐𝑔 < 𝑄𝑖.
E
I. Difusão no Volume; Difusão no Contorno de Grão e Difusão na Interface.
II. 𝑄𝑣 > 𝑄𝑖 > 𝑄𝑐𝑔.
Qual das composições, em percentagem em massa, é típica de um aço inoxidável?
A
Fe – Mn 1,75% – C 0,20%
B
Fe – Ni 3,5% – Cr 1,55% – C 0,20%
C
Fe – Cr 0,9% – C 0,20%
D
Fe – Ni 10,0% – Cr 19,0% – C 0,05%
E
Fe – Ni 3,25% – Cr 1,20% – Mo 0,12% – C 0,10%
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