Questões de Engenharia de Materiais do ano 2011

Cada ponto do metal de base é exposto ao calor com diferente intensidade, em função da distância da fonte de calor. A variação de temperatura que um ponto sofre é expressa através de uma curva chamada de ciclo térmico de soldagem. Em relação aos efeitos da temperatura na peça, as afirmativas a seguir apresentam características e valores relevantes desta curva.

I - A temperatura de pico, isto é, a temperatura máxima atingida pelo ponto que indica a possibilidade de transformações microestruturais.

II - O tempo de permanência acima da temperatura crítica, que indica transformações microestruturais ou mudança das propriedades do material no ponto.

III - A velocidade de esfriamento, representada pela derivada da curva ou pelo tempo que a temperatura passa de uma temperatura T₁ a uma temperatura T₂.

É(São) correta(s) a(s) afirmativa(s)

• A. I, apenas.
• B. I e II, apenas.
• C. I e III, apenas.
• D. II e III, apenas.
• E. I, II e III.

• A. I e III.
• B. I e IV.
• C. II e III.
• D. II e IV.
• E. I, III e IV.

Um inspetor da Petrobras, ao realizar um ensaio de ultrassom em um tubo novo, fabricado por fundição centrífuga, percebe diversos vazios pontuais nas paredes do tubo. Ao avaliar o resultado deste ensaio, conclui-se que o(s)

• A. processo de fundição não foi realizado corretamente, sendo indicada a utilização de um massalote para evitar a formação de vazios e segregação.
• B. defeitos foram provocados pela contração do metal durante a solidificação, proporcionando vazios no interior do tubo onde o metal se solidifica por último.
• C. defeitos são oriundos da absorção dos gases, por meio da parede do molde em areia verde que, além de poros, proporcionam a aparência rugosa do tubo.
• D. defeitos são oriundos da diminuição da viscosidade do metal ao se solidificar, dificultando a fuga dos gases diluídos no metal líquido e gerando bolhas no interior do tubo.
• E. defeitos foram provocados pela absorção do ar comprimido quando injeta o metal líquido sob pressão nas paredes do molde.

A empresa Petrobras é comprometida com a mitigação das emissões de gases de efeito estufa, de acordo com o Plano Estratégico 2015. A respeito dos processos siderúrgicos e seus impactos ambientais, avalie tecnicamente as afirmações a seguir.

I - O ferro gusa pode ser produzido a partir do uso de carvão vegetal de origem renovável e sustentável, em contraposição ao uso de combustíveis de origem fóssil (coque de carvão mineral).

II - É possível realizar a cogeração de energia elétrica na aciaria a partir dos gases emitidos no processo produtivo do aço.

III - A utilização de escórias siderúrgicas na indústria cimenteira (substituindo o cliquer, um produto gerador de dióxido de carbono no processo produtivo) reduz a emissão de gases poluentes, pois a escória tem a função de proteger o metal líquido e estabilizar o arco elétrico na fusão do metal líquido, o que demanda regulação pela indústria siderúrgica.

Está correto o que se afirma em

• A. I, apenas.
• B. I e II, apenas.
• C. I e III, apenas.
• D. II e III, apenas.
• E. I, II e III.

• A. 12,2
• B. 12,6
• C. 15,6
• D. 17,0
• E. 17,6

• A. aço com 0,20%C e aço liga.
• B. aço com 0,47%C e aço liga.
• C. aços carbono.
• D. aço com 0,20%C e ferro fundido.
• E. ferro fundido.

Danos por fadiga ocorrem em componentes e estruturas submetidas a tensões que sofrem variações cíclicas, sendo possível, assim, a ocorrência de falha em níveis de tensão abaixo do limite de escoamento do material. Sobre falhas de materiais por fadiga, afirma-se que

• A. fraturas por fadiga são características dos materiais metálicos.
• B. entalhes nas superfícies de componentes agem como concentradores locais de tensão, e quanto maior o arredondamento de sua raiz, maior a concentração de tensões.
• C. falhas por fadiga de alto ciclo ocorrem após extensa deformação plástica do material.
• D. a resistência à fadiga do material é influenciada por sua capacidade de deformação plástica.
• E. a cinética de crescimento de trincas de fadiga não é influenciada pela temperatura de serviço do componente.

Componentes mecânicos e estruturais são frequentemente submetidos a operações por longos períodos, sob condições de elevadas temperaturas e carregamentos mecânicos estáticos, o que pode resultar em um tipo de dano conhecido como fluência. Esse dano em materiais metálicos

• A. ocorre em temperaturas próximas àquela de fusão do material.
• B. ocorre, preferencialmente, em materiais monocristalinos, que possuem menor resistência à fluência do que materiais policristalinos.
• C. é uma deformação permanente que depende do tempo de aplicação do carregamento mecânico.
• D. é uma deformação reversível que depende da temperatura de operação do equipamento.
• E. é uma deformação permanente que independe das propriedades metalúrgicas do material.

O desgaste superficial de componentes mecânicos pode levar a condições indesejáveis de tolerâncias dimensionais e, por fim, à sua falha. Para algumas aplicações de contato, torna-se necessário um endurecimento diferenciado entre a superfície e o interior do material. Como exemplo de técnica para endurecimento superficial em liga ferrosa, citam-se

• A. a têmpera do material seguida de revenimento
• B. o aumento da quantidade de carbono do material.
• C. o aumento da quantidade de manganês do material.
• D. aplicações locais de materiais cerâmicos.
• E. aplicações locais de materiais metálicos.

Tratando-se de aços, uma possibilidade de endurecimento diferenciado entre a superfície e o interior do material consiste no emprego de tratamentos termoquímicos. Nesses tratamentos, o aumento local de dureza está associado com o transporte (difusão) de átomos, principalmente de carbono (carbonetação), nitrogênio (nitretação) e boro (boretação), de um meio para a superfície do componente (material hospedeiro). Em relação aos tratamentos termoquímicos, conclui-se que

• A. aços de baixo carbono endurecem mais facilmente por nitretação.
• B. aços de alto carbono endurecem mais facilmente por carbonetação.
• C. os tratamentos termoquímicos contribuem para o aumento da resistência à fadiga do material.
• D. a profundidade da camada superficial endurecida depende da temperatura, mas independe do tempo de tratamento.
• E. a profundidade da camada superficial endurecida independe da capacidade do meio em fornecer átomos para o material hospedeiro, mas depende da capacidade de difusão e solubilidade de tais átomos no material hospedeiro.