Questões de Concurso Sobre ensaios mecânicos e tratamentos térmicos em engenharia mecânica

Os seguintes métodos de ensaios não destrutivos destacam-se na inspeção de peças semiacabadas ou acabadas:

Um ensaio de tração real é feito em um metal, encontrando-se a relação ∂v = k (e_v) ^0,3. Os elementos fornecidos foram os seguintes: diâmetro inicial, 0,505 polegada (12,8 mm); diâmetro na carga máxima do ensaio de 0,370 polegada (9,40 mm); carga máxima durante o ensaio de 47500N. Quais são os valores da deformação real no ponto de carga máxima e limite de resistência?

Suponha que lhe deram a atribuição de projetar uma sequência de fabricação de um eixo de 64 mm de diâmetro através de processos de usinagem, partindo de barras cilíndricas de 74 mm de diâmetro. Admita que não existem limitações na potência disponível em motor da máquina trifásico (380 V) e ainda que o fator de potência é sempre constante e igual a 0,95. São testados dois regimes de corte para um passe de cilindramento de desbaste, a saber:

Regime (i) profundidade de corte = 2,8 mm e avanço = 0,5 mm/rotação;

Regime (ii) profundidade de corte = 0,5 mm e avanço = 2,8 mm/rotação. 

1. Qual dos regimes deixará menor rugosidade superficial na superfície usinada?

2. Para qual dos dois regimes é esperada maior vida da ferramenta?

3. Se colocarmos um medidor de corrente elétrica num dos cabos de alimentação do motor, em qual dos regimes será observada a mais alta corrente elétrica para a mesma seção de corte?

São respostas CORRETAS às questões, respectivamente: 

Uma empresa que fabrica componentes mecânicos tem como processamento básico: 

• corte de barras redondas laminadas de aço baixa liga (ABNT 4340, ABNT 4320);

• tratamento térmico de esferoidização;

• lubrificação superficial (sabão com óleo e fosfato);

• conformação a frio (extrusão e recalcamento);

• usinagem (essencialmente torneamento cilíndrico, furação, brochamento e fresamento de engrenagens);

• tratamento térmico (cementação a 960°C (4 a 8 hora s) e têmpera direta seguida de revenimento (180°C) ou cementação a 960° (4 a 8 horas) seguida de resfriamento com dupla têmpera (uma a 850°C e outra a 770°C) e revenimento (180°C) ou ainda têmpera e um revenim ento;

• retificação (eventual). 

Analisando as informações acima, qual dos aços acima mencionados é um aço típico para cementação, e quais as finalidades do tratamento térmico de esferoidização e da etapa de lubrificação superficial? 

Considere uma liga de Fe-C com 0,5%C. Qual é a razão entre a espessura das lamelas de ferrita (0,0080%C) e cementita (6,67%C) se o metal fosse resfriado a velocidade moderada de maneira que a quantidade de perlita na microestrutura fosse de 80%, admitindo que ferrita e cementita têm a mesma densidade?

Um ensaio de tração real é feito em um metal, encontrando-se a relação σ_v = = k (e_v)ⁿ . Os elementos fornecidos foram os seguintes: diâmetro inicial, 0,505 polegada (12,8 mm); diâmetro na carga máxima, 0,370 polegada (9,40 mm); carga máxima durante o ensaio de 47.500N.

O valor da constante k na equação de Hollomon é^:

Atente às seguintes afirmações sobre os tratamentos térmicos aplicados aos aços:

I. A têmpera tem como efeito a elevação da resistência de um aço, criando uma solução supersaturada de carbono em ferro chamada martensita.

II. O revenimento é executado em temperaturas mais baixas do que as praticadas na têmpera, restaurando parte da ductilidade do aço perdida na têmpera.

III. O recozimento tem como objetivo restaurar as propriedades originais do aço através da elevação da temperatura acima de um ponto crítico seguido por um resfriamento repentino.

IV. O processo de têmpera é recomendado para engrenagens, uma vez que a elevação da dureza de todo esse componente favorece a absorção de energia de impactos.

Está correto somente o que se afirma em

Ao projetar-se uma peça que será obtida através do processo de fundição, devem ser levados em conta os fenômenos que ocorrem na solidificação do metal líquido no interior do molde, de modo a atenuá-los. Assinale a alternativa que apresente três princípios para o projeto de fabricação de peças fundidas. 

Os plásticos são um grupo de materiais, geralmente sólidos, obtidos a partir dos processos químicos de polimerização, por isso também são chamados de polímeros. Assinale V para as afirmações verdadeiras e F para as falsas sobre os materiais plásticos. ( ) Polímero é a combinação de monômeros, por um processo chamado polimerização, formando uma cadeia. ( ) Os polímeros termoplásticos amolecem e, eventualmente, liquefazem, quando são aquecidos. Nesse processo, ocorrem reações químicas e os produtos obtidos não podem endurecer novamente se resfriados. ( ) Os plásticos termofixos são irreversíveis. Possuem polímeros em rede, com cadeias laterais, e após tratamento térmico, transformam-se quimicamente e endurecem, resistindo a movimento de vibração e rotação. ( ) Os polímeros termoplásticos são, em geral, mais duros e mais resistentes que os termofixos, possuindo também melhor estabilidade dimensional. Assinale a sequência CORRETA.

Dois ensaios que permitem observar trincas situadas no interior de peças metálicas são:

Qual a função de um penetrômetro numa inspeção radiográfica?

A Figura abaixo apresenta quatro curvas experimentais de energia absorvida em função da temperatura de Ensaio Charpy para quatro aços distintos.

Um engenheiro precisa escolher dois aços para serem empregados na construção de estruturas que podem sofrer impactos. A construção terá lugar numa região cuja menor temperatura ambiente registrada nos últimos 100 anos foi 0°C, e cuja temperatura média é de 20°C.

Os aços que devem ser escolhidos pelo engenheiro, considerando somente o ensaio Charpy, são aços

A fase σ (sigma) é uma fase de grande importância tecnológica porque a formação dessa fase durante um tratamento térmico piora as propriedades mecânicas dos aços ligados com alto teor de

O tratamento térmico de um aço com carbono médio, 0,3% massa, que consiste em aquecer dentro do campo austenítico seguido de resfriamento rápido (em água com sal, ou água gelada) resulta numa microestrura constituída de

Um engenheiro precisa solicitar o tratamento térmico de um aço SAE 4140 e conseguiu uma curva CCT desse aço ilustrada abaixo. Para obter as propriedades mecânicas desejadas, ele precisa garantir que a microestrutura do aço temperado seja uma mistura de bainita e martensita. As linhas tracejadas na curva CCT indicam diferentes taxas de resfriamento, identificadas pelos números de 1 a 5. O número correspondente à taxa de resfriamento que irá proporcionar a microestrutura desejada é o

Tratamentos térmicos em fornos com oxigênio causam a descarbonetação superficial dos aços. Esse processo depende da difusão do carbono do interior para a superfície do aço e sua reação com o oxigênio. A espessura de descarbonetação, x, depende da temperatura,T, e do tempo, t, segundo a expressão x² = D(T) . t, em que D(T) é a difusividade em função da temperatura, com uma energia de ativação de 241000J/mol e constante dos gases R = 8,314 J/mol . K. Um engenheiro solicitou o tratamento térmico de uma peça plana em aço ao carbono durante 1 hora a temperatura de 875°C e observou, depois, por metalografia que a região com maior descarbonetação era de 200 υm. Ele achou a perda muito significativa e resolveu reduzir a região de descarbonetação para 20 υm. Que temperatura ( ±1°C) ele precisou empregar mantendo o mesmo tempo de tratamento térmico?

Os aços A, B e C foram fornecidos com as respectivas curvas de ensaio Jominy, apresentadas no gráfico abaixo. Uma peça mecânica precisa ser usinada e depois temperada com um desses aços para obter uma dureza mínima de 50 HRC à profundidade de 3/16 pol da superfície. Os aços, em ordem CRESCENTE da taxa de resfriamento necessária para promover essa dureza nessa profundidade, são:

O ensaio de dureza é um ensaio simples e rápido que permite determinar a capacidade de um material

O aço AISI 1030 é um aço ao carbono que pode ser endurecido por um tratamento térmico

Os resultados de um ensaio de tração realizado na região de comportamento elástico linear de dois corpos de prova de materiais dúcteis distintos (A e B) são representados pelas retas no diagrama tensão x deformação mostrado na Figura abaixo.

A propriedade com maior valor no material A do que no material B, segundo esses resultados, é a(o)