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

Os diversos tratamentos térmicos em aços permitem a obtenção de diferentes constituintes não observados no diagrama em equilíbrio do sistema Fe-C. Com relação às características dos tratamentos térmicos dos aços, pode-se afirmar que:

I. A martensita é o principal constituinte obtido por elevadas taxas de resfriamento, sendo o processo conhecido como têmpera.

II. O coalescimento é um tratamento térmico que promove alívio de tensões sem promover transformações de fase.

III. A martensita em placas é constituída geralmente por martensita e austenita retida, sendo a quantidade do 2º constituinte maior para teores de carbono maior.

IV. Os elementos de liga adicionados promovem alteração no comportamento do diagrama transformação tempo-temperatura (diagrama TTT), deslocando as linhas de transformação para a direita e para baixo. Porém, o elemento cobalto (Co) promove um comportamento anômalo, deslocando as linhas para a esquerda.

V. O recozimento pleno e a normalização são tratamentos térmicos semelhantes, pois ambas produzem a perlita fina, sendo a diferença na granulometria formada.

São CORRETAS apenas as afirmativas:

A figura a seguir mostra um ensaio de tração realizado em duas amostras de materiais. Considere os pontos A e C como os limites de escoamento desses materiais e os pontos B e D como as tensões na ruptura. Calcule aproximadamente a resiliência e a tenacidade das amostras 1 e 2, segundo as curvas de tensão-deformação mostradas no gráfico e assinale a alternativa correta.

Calcular aproximadamente a resistência à flexão por meio do ensaio de 3 pontos do corpo de prova mostrado na figura a seguir. Considere o corpo de prova de seção transversal quadrada com 4,0 cm de lado, L= 10,0 cm e F=40,0 kN.

OBS: A força F está sendo aplicada no meio do corpo de prova.

Assinale a alternativa correta:

Um ensaio de tração foi executado em um corpo de prova com um diâmetro original de 10 mm e um comprimento nominal de 50 mm. Os resultados do ensaio até a ruptura estão listados na tabela abaixo. Considere π = 3,14. Com relação aos dados do ensaio, pode-se afirmar que:

Carga (kN)	Alongamento (mm)
0,0	0,0
50,0	0,1
50,0	0,2
50,0	0,3
70,0	0,5
90,0	1,0
100,0	5,0
80,0	10,0

I. O valor do módulo de elasticidade desse material é de ~ 319 GPa.

II. Este material apresenta um limite de escoamento definido com a tensão de escoamento no valor de ~ 637 MPa.

III. A tensão máxima que esse material suporta é de ~ 892 MPa.

IV. A tensão de ruptura desse material é de ~ 1019 MPa. V. O módulo de resiliência desse material é de ~ 637 kJ.m^-3.

São CORRETAS apenas as afirmativas:

Os gráficos de tensão-deformação são fundamentais para os engenheiros e tecnólogos selecionarem os materiais que irão utilizar. De acordo com o gráfico mostrado a seguir, escolha a resposta correta entre as afirmativas.

I. Os materiais apresentam o mesmo módulo de elasticidade para todas as curvas ensaiadas no gráfico.

II. O material com 1,05% C não apresenta tensão de escoamento definida.

III. A tensão máxima do material com 0,35% C está em torno de 320 MPa.

IV. A resiliência do material com 0,05% C é maior que a resiliência do material com 1,05% C.

V. O material com 1,05% C é mais dúctil que o material com 0,50% C.

São CORRETAS apenas as afirmativas:

Os tratamentos térmicos estão sempre associados às etapas de resfriamento e aquecimento em condições controladas de ligas metálicas, ligas ferrosas e não ferrosas, onde busca-se modificar suas propriedades físicas e mecânicas. São exemplos de tratamento térmicos: recozimento, normalização, têmpera e revenido, envelhecimento e esferoidização.

Considere as seguintes afirmações sobre os tratamentos térmicos:

I. O recozimento para alívio de tensões (originadas na maioria das vezes por tratamentos mecânicos, soldagem e cortes) e para recristalização podem ser aplicados costumeiramente em ligas metálicas.

II. Para os aços, a normalização tem como objetivo melhorar a uniformidade e refinar a microestrutura, geralmente sendo aplicada anteriormente ao processo de têmpera.

III. Temperabilidade ou endurecibilidade é uma medida da capacidade de uma liga ferrosa ser endurecida na têmpera através da formação de martensita desde a superfície até o centro da peça.

IV. O revenimento consiste no tratamento térmico a ser realizado antes da têmpera tendo como objetivo aliviar ou remover as tensões adquiridas na têmpera, além de corrigir a dureza e fragilidade da peça, aumentando a resistência e tenacidade.

V. O ensaio Jominy da extremidade temperada é utilizado para aumentar a endurecibilidade dos aços.

São CORRETAS apenas as afirmativas:

Uma preocupação do engenheiro projetista é que os sistemas mecânicos não falhem de maneira abrupta, causando danos a pessoas. Desta forma, o estudo do tipo de fratura dos materiais é de suma importância para a Engenharia Mecânica. O tipo de fratura pode ser determinado por vários ensaios, entre eles o ensaio de impacto em corpos de provas entalhados. No ensaio de Charpy determina-se várias condições de fratura em função da temperatura e uma delas é a NDT (temperatura de ductilidade nula). Neste caso, uma temperatura menor que a NDT (temperatura de ductilidade nula) representa uma condição na qual:

Um eixo de aço SAE 1020 com secção transversal de 10 mm está submetido a esforços trativos. Sabendo que a dureza Brinell do aço é 100 Kgf/mm² ,qual a força máxima suportada pelo eixo em tração?

Sobre os processos de tratamento térmicos usualmente empregados para alteração das propriedades mecânicas de aços, julgue os próximos itens.

I) O processo de têmpera proporciona um aumento no alívio de tensão e dureza, assim como tem a função de diminuir a fragilidade dos aços.

II) No recozimento, o aço é aquecido e depois resfriado lentamente ainda dentro do forno, produzindo perlita grosseira.

III) A martensita é a microestrutura responsável pelo endurecimento dos aços carbono resultantes do processo de têmpera.

IV) O aço é aquecido a aproximadamente 60°C dentro do campo austenítico e resfriado lentamente no tratamento térmico denominado normalização.

Assinale a alternativa que corresponde às afirmativas VERDADEIRAS.

O tratamento térmico é uma ferramenta bastante utilizada na engenharia, pois através da mesma podem-se modificar as propriedades dos materiais. Desta forma, dos requisitos listados a seguir são tratamentos térmicos, À EXCEÇÃO DE UM. Assinale-o:

Quanto à integridade geométrica do componente e velocidade de aplicação da carga, os ensaios se classificam, respectivamente, em destrutivos/não destrutivos e estáticos/dinâmicos. As principais vantagens dos ensaios não destrutivos são:

Leia as afirmativas abaixo sobre tratamentos térmicos:
I) No recozimento subcrítico, tem-se como objetivo recuperar a tenacidade dos aços através do refinamento e uma maior uniformidade do tamanho dos grãos.
II) Na normalização, o objetivo é formar partículas de Fe₃C de formato esférico.
III) A fração de martensita formada aumenta à medida que o grau de irregularidade da forma da amostra também cresce.
IV) No tratamento de têmpera, a presença de elementos químicos como níquel, cromo e molibdênio facilitam a formação da martensita e, consequente, proporcionam maior dureza em regiões mais distantes da superfície da peça.
Assinale a alternativa que apresenta somente as afirmativas CORRETAS.

O gráfico da Figura 1 indica que na região

Uma das barras de uma estrutura treliçada é submetida apenas a uma carga axial. Um ensaio de tração realizado em um corpo de prova idêntico à barra indicou seu rompimento a uma carga de 2,4 kN.
Considerando-se a carga de ruptura como referência, os fatores de segurança da barra quando submetida a cargas de 1,2 kN e 1,5 kN são, respectivamente,