P2 - Ciências dos materiais

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Introdução À Ciência E Tecnologia Dos Materiais - 2024_02_EAD_A Avaliações P2 - Prova On-line (Acessar)
Iniciado em domingo, 9 jun 2024, 19:13
Estado Finalizada
Concluída em domingo, 9 jun 2024, 20:25
Tempo
empregado
1 hora 11 minutos
Avaliar 5,00 de um máximo de 10,00(50%)
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Questão 1
Correto
Atingiu 1,00 de 1,00
No passado, a ampla maioria das soldas eram ligas chumbo-estanho, as quais apresentam confiabilidade, baixo
custo e temperaturas de fusão relativamente baixas. Considerando o diagrama de fases para o sistema Pb-Sn
apresentado a seguir, é possível verificar que a composição em peso da liga mais adequada para a soldagem é de:
Escolha uma opção:
a. 0%Sn e 100%Pb.
b. 97,8%Sn e 2,2%Pb
c. 100%Sn e 0%Pb.
d. 18,3%Sn e 81,7%Pb.
e. 61,9%Sn e 38,1%Pb. 
Sua resposta está correta.
Considerando o sistema Pb-Sn, a liga contendo 61,9%Sn e 38,1%Pb é a que apresenta menor ponto de fusão e,
portanto, a mais adequada para a soldagem.
A resposta correta é: 61,9%Sn e 38,1%Pb.
Questão 2
Incorreto
Atingiu 0,00 de 1,00
Talvez as questões mais simples que um engenheiro de projeto possa fazer sobre um material estrutural sejam (1)
“Quão forte ele é?” e (2) “Quanta deformação eu devo esperar dada uma certa carga?”. Essa descrição básica do
material é obtida pelo ensaio de tração. Neste ensaio, a carga necessária para produzir um determinado
alongamento é monitorada enquanto o corpo de prova é tracionado a uma velocidade constante. Um resultado
mais geral sobre as características do material é obtido transformando-se estes dados em uma curva tensão-
deformação.
Considere as curvas tensão-deformação apresentadas a seguir, obtidas a partir do ensaio de tração de três
materiais distintos (A, B e C) e assinale a alternativa verdadeira.
Escolha uma opção:
a. O material A possui maior tensão de escoamento do que os materiais B e C, evidenciando sua maior
resistência à deformação elástica.
b. O material C deforma-se mais no regime plástico do que os materiais A e B, evidenciando sua maior
ductilidade.
c. O material C possui maior limite de ruptura, evidenciando sua maior resistência à deformação plástica
quando comparado aos materiais A e B. 
d. O material A apresenta o maior limite de resistência à tração e, consequentemente, a maior rigidez.
e. Os três materiais possuem módulos de elasticidade idênticos, apresentando, portanto, a mesma resistência ao
escoamento.
Sua resposta está incorreta.
O material C deforma-se mais no regime plástico do que os materiais A e B, evidenciando sua maior ductilidade.
A resposta correta é: O material C deforma-se mais no regime plástico do que os materiais A e B, evidenciando sua
maior ductilidade.
Questão 3
Incorreto
Atingiu 0,00 de 1,00
Com frequência, os engenheiros metalúrgicos e de materiais são requisitados para projetar ligas que possuam altas
resistências, aliadas a alguma ductilidade e tenacidade. Em geral, a ductilidade é sacrificada quando uma liga tem
sua resistência aumentada. Para essa finalidade, várias técnicas de endurecimento estão disponíveis e,
constantemente, a seleção do material depende da sua capacidade para ser adaptado às características
mecânicas exigidas para uma aplicação específica.
Sobre o mecanismo de aumento da resistência por meio da redução do tamanho de grão em um material metálico,
é incorreto afirmar que:
Escolha uma opção:
a. os contornos de grão atuam com obstáculos ao movimento das discordâncias, dificultando a deformação
plástica.
b. a tensão de escoamento de um material policristalino é diretamente proporcional ao tamanho médio dos
grãos.
c. um material policristalino sempre será mais resistente do que o seu equivalente monocristalino. 
d. em geral, materiais com tamanho de grão fino apresentam um comportamento mais uniforme.
e. materiais com granulação fina são mais suscetíveis à corrosão e à fluência.
Sua resposta está incorreta.
A redução do tamanho médio dos grãos resulta no aumento da tensão de escoamento.
A resposta correta é: a tensão de escoamento de um material policristalino é diretamente proporcional ao tamanho
médio dos grãos.
Questão 4
Incorreto
Atingiu 0,00 de 1,00
De todos os sistemas de ligas binárias, possivelmente, o mais importante é formado pelo ferro e o carbono. O
desenvolvimento da microestrutura em muitas ligas e aços ferro-carbono depende da reação eutetóide.
Nesse contexto, considere o diagrama de fases do sistema Fe-C apresentado a seguir e avalie as informações que
se seguem.
I – Microconstituinte composto por camadas alternadas de ferrita-α e de cementita, obtido por meio do resfriamento
lento.
II - Fase sólida presente nas ligas ferrosas, que possui estrutura cristalina CCC e cuja solubilidade máxima de
carbono é de 0,022%p a 727°C.
III - Microestrutura formada quando o limite de solubilidade do carbono na ferrita-α é excedido em temperaturas
menores que 727°C. É uma fase mecanicamente muito dura e frágil.
IV - Fase sólida presente nas ligas ferrosas, que possui estrutura cristalina CFC e cuja solubilidade máxima de
carbono é de 2,14%p a 1147°C.
 Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta de I a IV.
Escolha uma opção:
a. austenita, ferrita, perlita e cementita.
b. perlita, austenita, cementita e ferrita. 
c. martensita, austenita, cementita e ferrita.
d. perlita, ferrita, cementita e austenita.
e. austenita, perlita, ferrita e cementita.
Sua resposta está incorreta.
Perlita, ferrita, cementita e austenita.
A resposta correta é: perlita, ferrita, cementita e austenita.
Questão 5
Incorreto
Atingiu 0,00 de 1,00
Observe atentamente a charge a seguir e, com base nos seus conhecimentos acerca das ligações interatômicas,
avalie as afirmativas que seguem.
I – A charge pode ser utilizada para representar a ligação iônica, que envolve a atração eletrostática entre um cátion
e um ânion. 
II – Os metais ilustrados na charge pertencem à família IA e, portanto, apresentam propriedades químicas e físicas
similares, já que possuem o mesmo número atômico.
III – Sabe-se que a natureza da ligação depende da estrutura eletrônica dos átomos constituintes. Na charge, os
alunos que estão fora da sala de aula são elementos eletronegativos e, portanto, apresentam tendência de doar
elétrons. 
IV – Os compostos originados a partir da ligação interatômica ilustrada na charge apresentam alta resistência
mecânica e conduzem eletricidade quando dissolvidos em água. 
Está incorreto apenas o que se afirma em:
Escolha uma opção:
a. I.
b. III e IV.
c. II e III.
d. II.
e. III. 
Sua resposta está incorreta.
Afirmativas incorretas:
II – Elementos pertencentes a uma mesma família na Tabela Periódica apresentam o mesmo número de elétrons na
camada de valência.
Questão 6
Incorreto
Atingiu 0,00 de 1,00
III – A eletronegatividade consiste na medida da intensidade com que determinado átomo atrai íons pra si mesmo.
A resposta correta é: II e III.
Os defeitos exercem forte influência sobre o comportamento dos materiais e, com frequência, estes são introduzidos
no material de forma intencional, a fim de se obter um conjunto de propriedades de interesse tecnológico. Na
realidade, os cristais nunca são perfeitos e contêm vários tipos de imperfeições e defeitos. Estes afetam muitas das
suas propriedades físicas e mecânicas as quais, por sua vez, comprometem importantes propriedades específicas
no campo da engenharia, tais como a conformabilidade a frio das ligas, a condutividade eletrônica dos
semicondutores, a velocidade demigração dos átomos nas ligas e a corrosão dos metais.
Nesse contexto, avalie as afirmativas que se seguem e assinale aquela cujas informações são verdadeiras.
Escolha uma opção:
a. Para que seja possível revelar os detalhes microestruturais de um material, é necessário que a sua superfície
seja submetida a um processo cuidadoso de preparação, que inclui um tratamento com reagente químico
adequado, processo conhecido como ataque químico. Como resultado, ao observar a superfície preparada de
um material monocristalino no microscópio ótico, é possível visualizar pequenos sulcos, resultantes da maior
reatividade química dos contornos de grão.
b. Os defeitos intersticiais ocorrem quando um átomo da rede cristalina ocupa uma posição que normalmente
estaria vazia, a qual é chamada de interstício. Estes defeitos são frequentemente encontrados nos sólidos
cristalinos, em razão da alta quantidade de interstícios existentes na estrutura.   
c. Uma lacuna é produzida quando há falta de um átomo ou íon em uma posição esperada da estrutura
cristalina, como resultado, por exemplo, da solidificação ou do rearranjo dos átomos na estrutura. A
concentração de lacunas é exponencialmente elevada com o aumento da temperatura.
d. As imperfeições cristalinas consistem em descontinuidades localizadas nos arranjos atômicos, as quais
podem exercer significativa influência sobre as propriedades apresentadas pelo material. Como exemplo, os
contornos de grão são os defeitos responsáveis por tornar o metal mais dúctil.
e. As discordâncias são defeitos cristalinos superficiais, cuja origem pode ser associada ao processo de
solidificação, à deformação plástica e/ou ao resfriamento rápido. A presença das discordâncias nos materiais
metálicos permite que estes consigam exibir uma razoável deformação antes da falha.
Sua resposta está incorreta.
Uma lacuna é produzida quando há falta de um átomo ou íon em uma posição esperada da estrutura cristalina,
como resultado, por exemplo, da solidificação ou do rearranjo dos átomos na estrutura. A concentração de lacunas
é exponencialmente elevada com o aumento da temperatura.
A resposta correta é: Uma lacuna é produzida quando há falta de um átomo ou íon em uma posição esperada da
estrutura cristalina, como resultado, por exemplo, da solidificação ou do rearranjo dos átomos na estrutura. A
concentração de lacunas é exponencialmente elevada com o aumento da temperatura.
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Questão 7
Completo
Atingiu 2,00 de 2,00
Os ensaios mecânicos permitem a determinação de propriedades mecânicas que se referem ao comportamento
do material quando sob a ação de esforços que são expressas em função de tensões e/ou deformações. Entre os
diversos tipos de ensaios existentes para a avaliação das propriedades mecânicas dos materiais, o mais
amplamente utilizado é o ensaio de tração. Essa aplicabilidade se deve ao fato deste ser um tipo de ensaio
relativamente simples e de realização rápida, além de fornecer informações importantes e primordiais para o
projeto e a fabricação de peças e componentes, como o módulo de elasticidade, a tensão limite de escoamento, a
ductilidade e o limite de resistência à tração.
Considere as propriedades mecânicas citadas no texto. Faça uma tabela que contenha a descrição da informação
fornecida por cada uma delas a respeito do material ensaiado, bem como a forma como estas podem ser
determinadas a partir dos resultados do ensaio de tração.
Propriedade
Mecânica
Descrição Como pode ser determinada?
Módulo de
Elasticidade
Mede a rigidez do material e sua capacidade de
retornar à forma original após a aplicação de
uma tensão.
Determinado a partir da região inicial linear
do gráfico tensão-deformação.
Tensão de Limite de
escoamento
Máxima tensão que o material pode suportar
sem apresentar deformação permanente.
Determinada pela primeira queda
significativa na tensão após o início da
deformação plástica.
Ductilidade
Capacidade do material de se deformar antes da
fratura.
Determinada pelo alongamento percentual
ou pela redução da área na fratura.
Limite de
Resistência à tração
Máxima tensão que o material pode suportar
antes da ruptura.
Determinado pelo pico da curva tensão-
deformação.
Propriedade Informação fornecida Como determinar
Módulo de
elasticidade
Rigidez ou resistência do material à
deformação elástica
Aplicar a Lei de Hooke em qualquer ponto situado
na região linear da curva tensão-deformação
Limite de
escoamento
Resistência do material à
deformação plástica
Para os casos em que o escoamento não é nítido, o
limite de escoamento será a tensão
correspondente ao ponto de interseção entre a
curva tensão-deformação e uma reta paralela à
reta elástica, traçada a partir de uma pré-
deformação de 0,2%
Ductilidade
Capacidade de deformação plástica
antes da falha
Limite de resistência
à tração
Máxima tensão suportada pelo
material antes da falha
Tensão no ponto máximo da curva tensão-
deformação
Comentário:
Questão 8
Completo
Atingiu 2,00 de 2,00
Uma base para a classificação dos materiais de engenharia é a ligação atômica, o que permite associar um tipo de
ligação em particular ou uma combinação de tipos para cada categoria. Embora a identidade química de cada
átomo seja determinada pelo número de prótons e nêutrons dentro de seu núcleo, a natureza da ligação atômica é
determinada pelo comportamento dos elétrons que orbitam o núcleo. 
Considere as ligações químicas primárias predominantes nos materiais metálicos e nos materiais cerâmicos.
a) Descreva resumidamente as principais características destas ligações químicas, incluindo os elementos que
participam da ligação, a magnitude da energia envolvida e o tipo de interação entre os átomos.
b) Com base na sua resposta do item (a), compare, de forma qualitativa, a magnitude esperada para a
temperatura de fusão e o coeficiente de expansão térmica do alumínio e do óxido de alumínio. Justifique sua
resposta.
a) ligações iónicas formam-se devido à transferência de um elétron de um átomo para outro, que se atraem
eletricamente devido íons com cargas opostas. Predominante nos materiais cerâmicos. Alta energia envolvidam.
Ligações metálicas são formadas pela atração entre íons metálicos e elétrons livres, compartilhados através de uma
"nuvem". Proporciona alta condutividade elétrica e térmica, bem como alta ductilidade e maleabilidade.
Predominante nos materiais metálicos. Energia envolvida é moderada, mais fraca que a iônica.
b) o óxido de alumínio é uma substância cerâmica e o alumínio é metálico. Espera-se que o óxido de alumínio tenha
uma temperatura de fusão maior do que o alumínio, porque a energia envolvida na ligação iônica é mais forte do
que a da ligação metálica e porque o coeficiente de expansão térmica do óxido de alumínio tende a ser menor do
que o do alumínio, devido as ligações iônicas resultar em estruturas mais rígidas e menos expansíveis.
a) A ligação metálica é encontrada nos metais e nas suas ligas. Nesses materiais, os elétrons de valência não estão
ligados a qualquer átomo particular no sólido e se encontram mais ou menos livres para se movimentar por todo o
metal. A ligação pode ser fraca ou forte, com energia de ligação entre 25 e 200 kcal/mol, em razão da similaridade
entre as eletronegatividades dos átomos.
Os materiais com ligação iônica, como os cerâmicos, possuem energia de ligação particularmente elevada (150-370
kcal/mol), devido à grande diferença de eletronegatividade entre os metais e não metais. Este tipo de ligação
envolve a ionização, ocorrendo a perda de elétrons de valência dos átomos de um elemento metálico para os
átomos não-metálicos.
b) O alumínio é classificado como um material metálico e o óxido de alumínio é um material cerâmico.
Considerando que a ligação interatômica predominante nos materiais cerâmicos é iônica, espera-se que o óxido de
alumínio apresente uma elevada energia de ligação, resultando em uma maior temperatura de fusão e menor
coeficiente de expansão térmica quandocomparados ao alumínio, já que a ligação metálica envolve, em geral,
menores valores de energia de ligação.
Comentário: