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Questões de Concurso sobre Ensaios de materiais metalúrgicos
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O ensaio de radiografia industrial é um método de ensaio não destrutivo que apresenta muitas vantagens, como:
( ) Facilidade de identificação e interpretação das descontinuidades do item que está sendo radiografado.
( ) Pode fornecer medições de material, densidade e/ou espessura.
( ) Pode examinar quase todos os tipos de materiais.
( ) É uma técnica de inspeção rápida e pode analisar uma grande quantidade de peças e equipamentos.
Analise as afirmativas acima, dê valores Verdadeiro (V) ou Falso (F) e assinale a alternativa que apresenta a sequência correta de cima para baixo.
A
F - V - V - V
B
V - F - V - V
C
V - V - F - V
D
V - V - V - F
E
V - V - V - V
Uma das formas de se classificarem os ensaios de materiais é com base na velocidade de aplicação de carga. Segundo essa classificação, eles podem ser estáticos, dinâmicos ou de carga constante. Qual ensaio abaixo NÃO se enquadra na mesma classificação dos demais?
A
Tração.
B
Fluência.
C
Flexão.
D
Dureza.
E
Compressão.
Sobre o ensaio de dureza em materiais, correlacione corretamente os tipos de ensaio às suas características, assinalando a opção correta.
TIPOS DE ENSAIO
I- Brinell
II- Rockell
III- Vickers
IV- Shore
CARACTERÍSTICAS
( ) É um ensaio dinâmico que utiliza uma barra de aço com uma ponta arredondada de diamante. O aparelho para medição de dureza é leve e portátil, sendo adequado para determinação de dureza em peças grandes, como cilindros de laminadores.
( ) É o único ensaio de dureza indicado para materiais com estrutura interna não uniforme, como o ferro fundido cinzento. No entanto, não é adequado para caracterizar peças que tenham sofrido tratamentos superficiais.
( ) Nesse ensaio, a dureza é determinada com base na profundidade da impressão causada por um penetrador, que pode ser de diamante esferocônico com ângulo de 120º, de uma esfera de aço endurecido ou de uma esfera de carboneto de tungstênio.
( ) Esse ensaio é de utilização industrial limitada, em função da demora do ensaio. É utilizado no levantamento de curvas de profundidade de têmpera e de cementação.
A
(IV) (I) (II) (III)
B
(I) (IV) (II) (III)
C
(IV) (II) (III) (I)
D
(IV) (I) (III) (II)
E
(III) (II) (IV) (I)
O ensaio mais amplamente usado para a determinação das propriedades mecânicas dos materiais é o ensaio de tração. Sobre esse assunto, assinale a opção correta.
A
Uma das propriedades obtidas por meio desse ensaio é o alongamento total, que representa o quanto o material deformou do início do ensaio até o momento em que ele atinge a tensão máxima de tração.
B
A deformação plástica em materiais dúcteis tende a ser desprezível.
C
A estricção é um fenômeno que costuma acontecer logo após o início da deformação plástica na maioria dos materiais.
D
A resiliência, que é a capacidade de um material absorver energia quando deformado elasticamente, pode ser estimada pela curva tensão-deformação.
E
O fenômeno de encruamento pode ser observado na curva tensão-deformação de metais a partir do momento em que é atingida a tensão máxima do ensaio.
Na Figura abaixo, são apresentados os resultados de três ensaios de fluência de um mesmo material policristalino que sofreu diferentes tratamentos termomecânicos.
O aumento da taxa de fluência do estado estacionário, que ocorre da curva I para a curva III, é causado por um(a)
A
aumento da temperatura de ensaio e uma redução do tamanho de grão
B
aumento do tamanho de grão com a mesma temperatura de ensaio
C
redução da carga aplicada e da temperatura de ensaio
D
redução da carga aplicada com a mesma temperatura de ensaio
E
redução da temperatura de ensaio e um aumento do tamanho de grão
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O teste de impacto permite determinar a energia absorvida na deformação e ruptura de um corpo de prova. O teste consiste em submeter um corpo de prova (metálico, cerâmico, polimérico ou compósito), geralmente entalhado e com dimensões padronizadas, a uma flexão provocada por impacto por um martelo pendular. Os resultados são apresentados relacionando a energia absorvida durante o impacto em relação à temperatura do corpo de prova. A resistência ao impacto de um material é um índice de sua:
A
tenacidade.
B
resistência à tração.
C
capacidade de trabalhar a frio.
D
dureza.
E
fadiga.
A técnica em que a diferença de temperatura entre a amostra e um material de referência é monitorada em relação ao tempo ou à temperatura, enquanto a temperatura da amostra é controlada, em uma atmosfera monitorada, é conhecida como:
A
Calorimetria de Varredura Diferencial.
B
Análise Termo-Gravimética.
C
Análise Térmica Dinâmico Mecânica.
D
Análise Térmica Diferencial.
E
Análise Termo-Mecânica.
Com base na curva tensão-deformação anterior, a tensão de escoamento e o limite de resistência à tração são, respectivamente
A
800 MPa e 0,11.
B
0,04 e 0,11.
C
0,11 e 800 MPa.
D
1.100 MPa e 800 MPa.
E
1.000 MPa e 1.100 MPa.
Para obter bons resultados em um ensaio de líquidos penetrantes, é necessário que a peça metálica ensaiada apresente razoável
A
acabamento superficial
B
área superficial
C
capacidade volumétrica
D
condutividade elétrica
E
permeabilidade magnética
O ensaio clássico para determinar a fragilização por revenido é o ensaio
A
de fadiga para diferentes temperaturas.
B
de tração para diferentes temperaturas.
C
de fluência para diferentes temperaturas.
D
de impacto Charpy para diferentes temperaturas.
E
metalográfico das amostras revenidas, em diferentes temperaturas.
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Transdutor é um dispositivo utilizado no seguinte ensaio não destrutivo:
A
correntes parasitas
B
líquidos penetrantes
C
partículas magnéticas
D
raios X
E
ultrassom
Com base no diagrama tensão-deformação, o módulo de elasticidade do material é:
A
20 GPa.
B
20 MPa.
C
32 GPa.
D
32 MPa.
E
50 GPa.
Com base na figura a seguir, que mostra os resultados para ductilidade (Fadiga) de um ferro fundido, escolha a opção que está CORRETAMENTE relacionada com os dados da curva S-N:
A
A curva S-N mostra que o material não irá falhar, independentemente da carga e do número de ciclos.
B
Sob cargas elevadas, por exemplo, superiores a 195 Mpa, podemos observar que o material resiste e não irá falhar.
C
O limite de fadiga para liga é de aproximadamente 193 MPa.
D
Quanto menor o número de ciclos, menor é a carga limite para que se tenha a falha do material.
E
Não existe um limite de carga seguro para que o material apresentado não falhe por fadiga.
A figura abaixo mostra o resultado de difração de raios-X para uma amostra de cobre cristalino com 100% de pureza. Os resultados foram obtidos com uma fonte monocromática KαCu ≅ 0,1540 nm. Considerando o resultado dessa análise, escolha a alternativa que responde corretamente às seguintes perguntas:
I. Por que a reflexão de difração, para alguns planos, como (101), não aparece?
II. O que ocorrerá com a posição dos picos caso a mesma análise seja feita, utilizando-se uma fonte monocromática KαMo ≅ 0,0711 nm e mantendo-se idênticas as demais condições de análise?
A
I. Os planos da família {110} da estrutura CFC do cobre não são suficientemente densos para que ocorra a difração;
II. os picos serão deslocados para esquerda.
B
I. Para estruturas CFC a difração ocorre somente se os índices h,k,l forem misto de números pares e ímpares;
II. os picos serão deslocados para direita.
C
I. Para as estruturas cúbicas simples e tetragonal simples a lei de Bragg é uma condição suficiente para a difração. Porém, no exemplo acima, alguns planos não difratam porque estruturas cristalinas com células unitárias não primitivas possuem átomos em locais adicionais da rede além dos vértices das arestas;
II. os picos serão deslocados para esquerda.
D
I. Para estruturas CFC a difração ocorre somente se o resultado da soma dos índices h+k+l for igual a um número ímpar;
II. os picos serão deslocados para esquerda.
E
I. Os planos da família {110} da estrutura CFC do cobre não difratam porque os planos da família {111} são mais densos e impedem a reflexão dos demais planos menos densos;
II. os picos serão deslocados para direita.
A figura a seguir mostra esquematicamente o diagrama das curvas TTT utilizadas para auxiliar no planejamento de tratamentos térmicos objetivando melhorar a relação resistência/ductilidade dos aços. Com base nesse diagrama, escolha a opção que descreve CORRETAMENTE os caminhos dos tratamentos térmicos “X” e “Y”:
A
“X” e “Y” correspondem, respectivamente, aos tratamentos de têmpera e austêmpera. No caso da têmpera, devido ao resfriamento brusco, frequentemente é muito comum a formação de trincas devido a tensões térmicas formadas. Já para a austêmpera, o aço é resfriado, passando pela transformação bainítica, de modo diminuir a formação de tensões.
B
Tanto em “X” quanto em “Y” teremos uma condição de alívio de tensões quando comparado com a têmpera. Assim, o “Y” é conhecido como martêmpera porque é um tratamento que permite a formação de bainita, mas o estágio isotérmico causa um profundo alívio de tensões. Já “X” é o conhecido tratamento térmico de austêmpera, no qual o aço, apesar de formar martensita, apresenta excelentes propriedades mecânicas sem a presença de trincas ou defeitos causados por tensões térmicas.
C
“X” e “Y” correspondem, respectivamente, aos tratamentos de martêmpera e austêmpera. No caso da martêmpera, devido ao resfriamento mais brusco e rápida passagem pelos limites (MiMs), quando comparado com a têmpera, frequentemente é muito comum a formação de tensões térmicas, trincas e empenamentos. Por isso, é um tratamento que não dispensa o posterior revenimento. No caso da austêmpera, o aço é resfriado sem cortar as curvas de início e fim de transformação, passando depois pela transformação bainítica, de modo a viabilizar melhor relação dureza e ductilidade.
D
“X” e “Y” correspondem, respectivamente, aos tratamentos de martêmpera e austêmpera. A martêmpera consiste em uma modificação da têmpera em que o aço sofre um rápido resfriamento sem cortar o “nariz” da curva TTT (início-fim). Porém, antes que se atinja a temperatura Mi, o resfriamento é interrompido e mantido isotermicamente, por um tempo, acima dessa temperatura (Mi). Esse intervalo de tempo permite a liberação de tensões em excesso, viabilizando uma maior uniformização da temperatura para, finalmente, resfriar o aço passando através de Mi até Ms. O importante desse tratamento é que, a partir da temperatura isotérmica, o tempo é controlado de modo que posteriormente será formada a martensita, porém com menor distorção. Já o tratamento térmico “Y” refere-se à austêmpera, nesse caso se deseja a formação de bainita que poderá ser útil, devido à relação dos valores de dureza e tenacidade que são atingidos.
E
“X” e “Y” correspondem, respectivamente, à martêmpera e austêmpera. O tratamento térmico “X” é similar a um recozimento no qual o intervalo isotérmico favorece o crescimento da fase ferrítica. Assim, ao final do processo tem-se grãosferríticos com agulhas de Widmanstätten e excelente relação resistência mecânica e ductilidade. Já o tratamento térmico “Y” é indicado para situações nas quais se deseja uma estrutura final bainítica,sem a presença de martensita.
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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).
Uma experiência foi realizada no Laboratório de Ensaios Mecânicos, com um corpo de prova de um aço baixo carbono, que foi tracionado além da estricção. O ensaio foi interrompido nesse ponto e o corpo de prova foi descarregado e usinado para um diâmetro um pouco menor que o estrangulamento formado. Em um novo ensaio de tração subsequente, por que o corpo de prova não rompeu no ponto onde houve a formação do estrangulamento?
A
Porque houve formação de maclas na microestrutura dessa região.
B
Porque a microestrutura dessa região foi fortemente encruada.
C
Porque houve o aumento da superfície dos contornos de grão nessa região, prejudicando a movimentação das discordâncias.
D
Porque a nova taxa de deformação imposta no ensaio de tração favorecerá a recristalização dos grãos nessa região, diminuindo seu tamanho e aumentando a resistência.
E
Porque na região do estrangulamento os campos de tensão em torno das discordâncias reagem entre si de maneira complexa, dificultando a movimentação do circuito de discordâncias.
Em fadiga, “Qualquer canto vivo ou ângulo na superfície de um objeto que sofre tensões repetidas é um ponto potencialmente perigoso para a ocorrência de falha de fadiga, especialmente se o canto vivo se situar em uma região do metal submetida à tração cíclica. Um exemplo bem conhecido de falha de fadiga é o caso de turbinas de avião, cujas lâminas tinham estampado o nome do fabricante.” Fonte: Princípios de Metalurgia Física. Robert E. Reed-Hill, 1982.
Considerando que a fadiga é importante para o setor aeronáutico, pode-se afirmar que as lâminas falharam, pois
A
o crescimento da trinca nos entalhes proporcionou um aumento da tensão na sua seção resistente restante com o avanço catastrófico da fratura.
B
os entalhes causados pela gravação do nome do fabricante funcionaram como concentradores de tensão, favorecendo o rompimento de maneira cristalina.
C
as tensões atuantes nas lâminas, devido aos entalhes, foram suficientes para ruptura prematura sob tensões muito maiores que aquelas num ensaio de tração.
D
as intrusões e extrusões no entalhe da gravação foram sítios para o desenvolvimento de estrias com direção de escorregamento favorável ao início das trincas.
Ano:
2021
O ensaio destrutivo em que uma esfera de aço com um determinado diâmetro penetra na superfície de um material deixando uma impressão na forma de uma calota esférica, atestando a dureza do material ensaiado de acordo com o diâmetro da calota formada, é o ensaio de
A
microdureza.
B
dureza Brinell.
C
dureza Vickers.
D
dureza Rockwell.
E
dureza escleroscópi
Ano:
2021
Um determinado material cilíndrico, que possui um comprimento de 4 m e raio de sua seção transversal igual a 10 mm, é tracionado por uma força constante de 100 π kN.
Sabendo-se que a deformação sofrida pela barra é de 20 cm, o módulo de elasticidade desse cilindro, em GPa, é
A
10.
B
20.
C
40.
D
100.
E
200.
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