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Engenharia Mecânica ·
Ciência de Materiais
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UFRGS UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL ESCOLA DE ENGENHARIA - DEPARTAMENTO DE MATERIAIS PROVA II - CIÊNCIA DOS MATERIAIS - PROFª LISETE SCZIANA - 2014/1 NOME Orientações gerais: - Não é permitido o uso de celulares e tablets/notebooks durante a prova (desligue-o e guarde-o) - A prova terá duração de 1h e 30 min - A prova deve ser respondida a caneta (cálculos podem ser a lápis, mas a resposta final é caneta) - Todas os cálculos, traçados gráficos e deduções devem ser claramente apresentados ou não serão considerados. - Não é proibido o empréstimo de material durante a prova - As respostas devem ser respondidas no espaço destinado a elas, caso necessário utilize o verso das folhas. - Não retire o grampo das folhas. Questão 1 - Trabalho apresentado (2.0 pontos). Questão 2. - Materiais isolantes, como a madeira, mesmo sob efeito de uma excitação térmica ou elétrica, aparentemente não são capazes de conduzir corrente elétrica. Outros materiais, como o silício por exemplo, conduzem eletricidade quando recebem energia (térmica, ótica ou elétrica). Explique resumidamente porque isto acontece (1.0 ponto) Os semi-condutores conduzem eletricidade quando recebem energia, visto que com a energia recebida os elétrons passam pela banda proibida e daí conseguem conduzir seus elétrons. Já nos isolantes isso não acontece pois seus elétrons se mantêm. Questão 3 - Um corpo de prova cilíndrico, de aço carbono, com diâmetro original de 12,8 mm. O limite de escoamento é testado sob tração até a sua fratura, sendo determinado que ele possui uma tensão de fratura (tensão de engenharia) de 460 MPa. Se o diâmetro da seção reta no momento da fratura é de 10,7 mm, determine: (2.0 pontos) a) Sua ductilidade em termos de redução de área percentual. Ductilidade = 0,16 mm para cada milímetro b) A tensão verdadeira no momento da fratura. (σ = F/A, A = πD²/4) σ = F A σ = 59,2 x 10³ π (10,7 / 2)² 658 MPa Questão 4 - Para o diagrama ferro-carbono apresentado abaixo (3.0 pontos) a) Escreva as reações eutética e eutetóide neste sistema, indicando a temperatura em que ocorrem, bem como a composição das fases constituintes 1120°C - 1,76% C L = y + Fe3C Eutética -< 1150°C - 0,77 % C Eutetoide 780°C - 430 % C y + α + Fe3C Austenita Ferrita Cementita b) Considere que 2,0 kg de austenita contendo 1,5% de C é resfriada de 1150°C até 600°C Determine quantos kg de ferrita e de cementita se formam? mfei95,37 = x = 0,42, kg de ferrita 1.576 kg de cementita c) Esboce a sequência e identifique a estrutura resultante. A ferrita Cementita Ferrita Cementita ferrita Question 5 - Explique sucintamente as diferenças de estrutura e propriedades das fases ferrita, austenita martensita e cementita (2.0 pontos) 2.0 Ferrita - estrutura cristalina CCC - pequeno espaço interatômico, - mole, e, ductil dura, Austenita - possuL estrutura cristaLina CFC - possu. espaços interal, mucos maiores que . ferrit, martensita - estrutura TCC dura Ortetetrômbica - dura - frágil e resistente Cementita - céis - ortorrómbicâ - dura fragil e resistente
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UFRGS UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL ESCOLA DE ENGENHARIA - DEPARTAMENTO DE MATERIAIS PROVA II - CIÊNCIA DOS MATERIAIS - PROFª LISETE SCZIANA - 2014/1 NOME Orientações gerais: - Não é permitido o uso de celulares e tablets/notebooks durante a prova (desligue-o e guarde-o) - A prova terá duração de 1h e 30 min - A prova deve ser respondida a caneta (cálculos podem ser a lápis, mas a resposta final é caneta) - Todas os cálculos, traçados gráficos e deduções devem ser claramente apresentados ou não serão considerados. - Não é proibido o empréstimo de material durante a prova - As respostas devem ser respondidas no espaço destinado a elas, caso necessário utilize o verso das folhas. - Não retire o grampo das folhas. Questão 1 - Trabalho apresentado (2.0 pontos). Questão 2. - Materiais isolantes, como a madeira, mesmo sob efeito de uma excitação térmica ou elétrica, aparentemente não são capazes de conduzir corrente elétrica. Outros materiais, como o silício por exemplo, conduzem eletricidade quando recebem energia (térmica, ótica ou elétrica). Explique resumidamente porque isto acontece (1.0 ponto) Os semi-condutores conduzem eletricidade quando recebem energia, visto que com a energia recebida os elétrons passam pela banda proibida e daí conseguem conduzir seus elétrons. Já nos isolantes isso não acontece pois seus elétrons se mantêm. Questão 3 - Um corpo de prova cilíndrico, de aço carbono, com diâmetro original de 12,8 mm. O limite de escoamento é testado sob tração até a sua fratura, sendo determinado que ele possui uma tensão de fratura (tensão de engenharia) de 460 MPa. Se o diâmetro da seção reta no momento da fratura é de 10,7 mm, determine: (2.0 pontos) a) Sua ductilidade em termos de redução de área percentual. Ductilidade = 0,16 mm para cada milímetro b) A tensão verdadeira no momento da fratura. (σ = F/A, A = πD²/4) σ = F A σ = 59,2 x 10³ π (10,7 / 2)² 658 MPa Questão 4 - Para o diagrama ferro-carbono apresentado abaixo (3.0 pontos) a) Escreva as reações eutética e eutetóide neste sistema, indicando a temperatura em que ocorrem, bem como a composição das fases constituintes 1120°C - 1,76% C L = y + Fe3C Eutética -< 1150°C - 0,77 % C Eutetoide 780°C - 430 % C y + α + Fe3C Austenita Ferrita Cementita b) Considere que 2,0 kg de austenita contendo 1,5% de C é resfriada de 1150°C até 600°C Determine quantos kg de ferrita e de cementita se formam? mfei95,37 = x = 0,42, kg de ferrita 1.576 kg de cementita c) Esboce a sequência e identifique a estrutura resultante. A ferrita Cementita Ferrita Cementita ferrita Question 5 - Explique sucintamente as diferenças de estrutura e propriedades das fases ferrita, austenita martensita e cementita (2.0 pontos) 2.0 Ferrita - estrutura cristalina CCC - pequeno espaço interatômico, - mole, e, ductil dura, Austenita - possuL estrutura cristaLina CFC - possu. espaços interal, mucos maiores que . ferrit, martensita - estrutura TCC dura Ortetetrômbica - dura - frágil e resistente Cementita - céis - ortorrómbicâ - dura fragil e resistente