Materiais de Construção Mecânica

Faculdade de Tecnologia de Itaquera Prof Miguel Reale Nome RA Fabricação Mecânica 3ºS Materiais de Construção Mecânica II Curso Turno Disciplina 1º S 2025 Wágner Batista Silva P1 Nota Semestre Professor Avaliação Questão 1 125 ponto Com relação ao diagrama de fase ferrocarbono mostrado julgue os itens subsequentes em Certo ou Errado A Ligas de ferrocarbono que contêm entre 076 e 214 de carbono quando resfriadas a partir de temperaturas dentro do campo da fase γ apresentam uma microestrutura perlita e cementita proeutetoide em temperatura ambiente B A cementita Fe3C se forma quando o limite de solubilidade para o carbono na ferrita γ é excedido em temperaturas de no máximo 727 C para composições dentro da região das fases α Fe3C C No diagrama em apreço existem dois pontos de reação invariante denominados de reação eutética a 077 e reação eutetoide a 43 D A solubilidade máxima do carbono na austenita estrutura CFC 214 ocorre a 1147 C Questão 2 125 ponto Com relação ao diagrama de fase ferrocarbono mostrado na questão 1 escolha a resposta CORRETA a A solubilidade máxima de carbono na ferrita é 08 e independe da temperatura b Em um aço com 08 de C no equilíbrio a perlita será constituída de 79 ferro α e 21 Fe3C c Em função da temperatura a solubilidade máxima de carbono na austenita poderá ser até 08 d Em um aço com 08 de C no equilíbrio a 400 C a perlita é constituída de 88 ferro α e 12 Fe3C e Em um aço com 08 de C no equilíbrio a 726 C a perlita é constituída de 117 ferro α e 883 Fe3C Questão 3 125 ponto Considere uma amostra de ferro puro que se encontra inicialmente à temperatura ambiente e é então aquecida até atingir seu estado líquido Sabendo que ao longo desse processo a amostra passa por três fases sólidas antes de atingir seu estado líquido são feitas as seguintes afirmações I As mudanças de fases sofridas pela amostra são respectivamente ferrita 𝛼 para austenita 𝛾 austenita 𝛾 para ferrita 𝛿 ferrita 𝛿 para ferro líquido II As mudanças de fases sofridas pela amostra são respectivamente ferrita 𝛿 para austenita 𝛾 austenita 𝛾 para ferrita 𝛼 ferrita 𝛼 para ferro líquido III Em cada uma de suas fases sólidas a amostra apresentará respectivamente as seguintes estruturas cristalinas CCC CFC e CCC Com relação às afirmações acima assinale a alternativa CORRETA a Somente a afirmativa I é verdadeira b Somente a afirmativa II é verdadeira c Somente a afirmativa III é verdadeira d Somente as afirmativas I e II são verdadeiras e Somente as afirmativas I e III são verdadeiras Questão 4 125 ponto Um aço hipereutetóide com 11 C é resfriado de forma que a quantidade de perlita presente na microestrutura é 987 A razão entre as espessuras das lamelas de ferrita e cementita na perlita é dada pela equação 𝑅 Fe Fe3C 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 51 c 6 d 56 e 49 Questão 5 1 ponto Julgue os itens que se seguem em Certo ou Errado acerca das microestruturas encontradas no açocarbono A À temperatura ambiente a forma estável do ferro puro é conhecida por ferrita ou ferro α que possui uma estrutura cristalina CFC B A cementita é muito dura e frágil e sua presença em alguns aços aumenta substancialmente a resistência deles C A perlita é a microestrutura que surge devido ao resfriamento lento do aço eutetoide por meio da temperatura eutetoide e que é formada por camadas alternadas ou lamelas compostas pelas duas fases α e Fe3C que se formam simultaneamente durante a transformação D Na microestrutura mostrada AÇO HIPOEUTETOIDE é possível identificar duas regiões de fase a região branca corresponde à fase ferrita e a escura à perlita Questão 6 1 ponto 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 diminuise 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 eou menor a temperatura de recozimento menor será o tamanho de grão final d A quantidade de deformação requerida para dar um grau de deformaçãoformação 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 Questão 7 1 ponto São mecanismos de endurecimento de metais e suas ligas a Inclusão de elementos em solução sólida substitucional eou intersticial precipitação coerente eou incoerente redução de tamanho de grão com diminuição de contornos de alto ângulo aumento de contornos de subgrãos de baixo ângulo b Manutenção do sistema monofásico com aumento de tamanho de grão inclusão de elementos em solução sólida substitucional eou intersticial precipitação coerente no contorno de grão precipitação incoerente em defeitos tais como discordâncias c Precipitação de segunda fase coerente eou incoerente redução de tamanho de grão por meio do aumento de contornos de baixo ângulo aumento de concentração de defeitos tais como discordâncias eliminação de discordâncias por meio da inclusão de elementos em solução sólida substitucional eou intersticial d Inclusão de elementos em solução sólida substitucional eou intersticial precipitação coerente eou incoerente na matriz redução de tamanho de grão com aumento de contornos de alto ângulo aumento de concentração de defeitos tais como discordâncias por meio da deformação plástica e Inclusão de elementos em solução sólida substitucional eou intersticial precipitação coerente eou incoerente na matriz manutenção do sistema isento de contornos de alto ângulo aumento de concentração de defeitos tais como discordâncias por meio da deformação plástica Questão 8 1 ponto 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 Questão 9 1 ponto Sobre os fenômenos de recuperação recristalização e crescimento de grãos leia as seguintes afirmativas e atribua V para as verdadeiras ou F para as falsas I A força motriz dos fenômenos da recristalização e crescimento de grãos é a eliminação dos contornos de grãos II Na recuperação a energia interna da deformação é liberada através do movimento das discordâncias que leva a uma pequena redução da densidade de discordâncias e as mesmas assumem um arranjo na estrutura do material que diminui o nível de energia de deformação III A recristalização ocorre mais lentamente em metais puros do que em ligas metálicas IV Se duas amostras com mesma composição química e microestrutura forem encruadas em uma mesma temperatura mas em diferentes níveis de deformação a temperatura de recristalização será mais baixa para a amostra mais encruada A sequência obtida foi a V V F V b V V V F c F V V F d F F F V e F V F V Gabarito 1 a b c d e 2 a b c d e 3 a b c d e 4 a b c d e 5 6 a b c d e 7 a b c d e 8 a b c d e 9 a b c d e Questão 1 Resposta e Explicação A Correta No intervalo de 076 a 214 de carbono a liga se encontra no campo da austenita em altas temperaturas Quando resfriada ocorre a transformação eutetóide formando perlita e cementita proeutetóide B Errada A cementita Fe₃C formase quando o teor de carbono excede a solubilidade máxima na ferrita α que é de aproximadamente 002 em peso a 727 C C Correta A solubilidade máxima do carbono na austenita que possui estrutura cúbica de face centrada CFC é de aproximadamente 214 em peso e ocorre a 1147 C D Errada A reação eutetóide ocorre a 077 de carbono e 727 C enquanto a reação eutética ocorre a 43 de carbono e 1148 C Questão 2 Resposta e Explicação A Errada A solubilidade máxima de carbono na ferrita é de aproximadamente 002 em peso a 727 C e essa solubilidade varia com a temperatura B Errada A perlita é composta por aproximadamente 88 de ferrita e 12 de cementita em volume em termos de massa isso corresponde a cerca de 91 de ferrita e 9 de cementita não aos valores apresentados C Errada A solubilidade máxima de carbono na austenita é de aproximadamente 211 em peso a 1148 C sendo significativamente maior que 08 D Correta A perlita formada em aços com 08 de carbono mantém a composição de aproximadamente 88 de ferrita e 12 de cementita em volume mesmo a 400 C E Errada A composição da perlita é de aproximadamente 88 de ferrita e 12 de cementita em volume não os valores apresentados Alternativa correta d Em um aço com 08 de C no equilíbrio a 400 C a perlita é constituída de 88 ferro α e 12 Fe₃C Questão 3 Resposta e Explicação I Correta Correta pois descreve a sequência de fases do ferro puro ao ser aquecido ferrita α austenita γ ferrita delta δ líquido II Errada Incorreta pois apresenta a ordem reversa das fases válida apenas no resfriamento III Correta Correta pois associa corretamente as estruturas cristalinas CCC α CFC γ e CCC δ Alternativa correta e Somente as afirmativas I e III são verdadeiras Questão 4 Resposta A alternativa correta é b 56 Questão 5 Resposta e Explicação A Errada A ferrita α é a fase estável do ferro à temperatura ambiente e possui estrutura cristalina CCC B Correta A cementita Fe₃C é uma fase dura e frágil reduzindo a ductilidade do aço C Correta A perlita é composta por lamelas alternadas de ferrita e cementita D Correta A afirmativa está correta porque em aços hipoeutetóides a microestrutura é formada por ferrita região branca e perlita região escura o que condiz com a descrição dada Questão 6 Resposta e Explicação A Errada Existe uma deformação mínima necessária para a recristalização ocorrer pois ela depende da densidade de discordâncias geradas pela deformação plástica B Errada Diminuir o tempo de recozimento pode não reduzir a temperatura necessária para a recristalização O efeito primário do tempo é sobre o crescimento de grão e não na temperatura de início da recristalização C Correta O tamanho do grão final está diretamente relacionado à temperatura de recozimento Quanto maior a temperatura maior o tamanho final do grão D Errada A quantidade de deformaçãoformação de defeitos estruturais é um fator essencial para o início da recristalização E Errada O tamanho do grão aumenta após a recristalização pois a energia de superfície das interfaces de alto ângulo impulsiona o crescimento dos grãos Alternativa correta c O tamanho de grão final depende fortemente da temperatura de recozimento Quanto maior a temperatura maior o tamanho final do grão Questão 7 Resposta e Explicação A Errada A diminuição de contornos de alto ângulo não favorece o endurecimento B Errada A manutenção da solução sólida não aumenta a dureza necessariamente C Errada O aumento do tamanho de grão reduz a resistência do material D Correta Todos os mecanismos citados são formas conhecidas de endurecimento solução sólida precipitação e redução do tamanho de grão E Errada A alternativa é errada porque mistura processos distintos e afirma que se evita contornos de alto ângulo o que é incorreto pois eles são comuns e até desejáveis em certos tratamentos Alternativa correta d Inclusão de elementos em solução sólida substitucional eou intersticial precipitação coerente eou incoerente na matriz redução de tamanho de grão com aumento de contornos de alto ângulo aumento de concentração de defeitos tais como discordâncias por meio de deformação plástica Questão 8 Resposta e Explicação A Errada O crescimento ocorre na interface sólidolíquido e os átomos se encaixam na rede cristalina do sólido não do líquido B Errada Núcleos podem crescer ou se dissolver dependendo da energia do sistema não ocorre de forma independente da temperatura C Correta Na nucleação homogênea os núcleos se formam aleatoriamente no líquido sem locais preferenciais e é necessário superresfriamento para superar a barreira energética D Errada O erro está em afirmar que a força motriz é maior ela é na verdade menor Alternativa correta 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 superresfriamento do sistema Questão 9 Resposta e Explicação I Correta A força motriz da recristalização e crescimento de grão está associada à eliminação das interfaces entre os grãos II Errada Durante a recuperação a energia interna é reduzida e a densidade de discordâncias diminui ligeiramente III Correta A recristalização ocorre mais lentamente em ligas metálicas devido à presença de solutos que dificultam a movimentação das discordâncias IV Errada A afirmativa está errada porque quanto maior o encruamento menor é a temperatura necessária para a recristalização devido ao maior acúmulo de energia no material Alternativa correta d V F V F