2963915 Ano: 2022
Disciplina: Engenharia Metalúrgica
Banca: IF-ES
Orgão: IF-ES

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Indique qual é a expressão CORRETA usada para obter o valor da tenacidade de uma liga metálica, na qual a curva de tensão verdadeira x deformação obedece à lei potencial simples dada pela equação !$ \sigma !$ = !$ k !$!$ \varepsilon !$^{!$ n !$}:

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2963914 Ano: 2022
Disciplina: Engenharia Metalúrgica
Banca: IF-ES
Orgão: IF-ES

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A figura abaixo mostra o resultado de difração de raios-X para uma amostra de cobre cristalino com 100% de pureza. Os resultados foram obtidos com uma fonte monocromática K_αCu ≅ 0,1540 nm. Considerando o resultado dessa análise, escolha a alternativa que responde corretamente às seguintes perguntas:

I. Por que a reflexão de difração, para alguns planos, como (101), não aparece?

II. O que ocorrerá com a posição dos picos caso a mesma análise seja feita, utilizando-se uma fonte monocromática K_αMo ≅ 0,0711 nm e mantendo-se idênticas as demais condições de análise?

Enunciado 3310497-1

A

I. Os planos da família {110} da estrutura CFC do cobre não são suficientemente densos para que ocorra a difração;

II. os picos serão deslocados para esquerda.

B

I. Para estruturas CFC a difração ocorre somente se os índices h,k,l forem misto de números pares e ímpares;

II. os picos serão deslocados para direita.

C

I. Para as estruturas cúbicas simples e tetragonal simples a lei de Bragg é uma condição suficiente para a difração. Porém, no exemplo acima, alguns planos não difratam porque estruturas cristalinas com células unitárias não primitivas possuem átomos em locais adicionais da rede além dos vértices das arestas;

II. os picos serão deslocados para esquerda.

D

I. Para estruturas CFC a difração ocorre somente se o resultado da soma dos índices h+k+l for igual a um número ímpar;

II. os picos serão deslocados para esquerda.

E

I. Os planos da família {110} da estrutura CFC do cobre não difratam porque os planos da família {111} são mais densos e impedem a reflexão dos demais planos menos densos;

II. os picos serão deslocados para direita.

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2963913 Ano: 2022
Disciplina: Engenharia Metalúrgica
Banca: IF-ES
Orgão: IF-ES

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Entre os desenhos mostrados abaixo, qual é a representação geométrica que melhor configura o círculo de “Mohr”, para a seguinte condição de estado de tensão, dada por

!$ \sigma !$₁= 10!$ M !$!$ P !$!$ a !$, !$ \sigma !$₂ = −10!$ M !$!$ P !$!$ a !$ !$ e !$ !$ \sigma !$₃ = −50!$ M !$!$ P !$!$ a !$:

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2963912 Ano: 2022
Disciplina: Engenharia Metalúrgica
Banca: IF-ES
Orgão: IF-ES

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A figura abaixo mostra o estado de tensões à frente de uma trinca que atravessa toda a largura de uma chapa de espessura “e”. De acordo com a teoria da mecânica da fratura, considere as perguntas a seguir e escolha a opção CORRETA:

I. Nas regiões próximas às bordas e na região central da chapa, quais são, respectivamente, as zonas plásticas desenvolvidas?

II. Nas bordas da placa, qual é o valor de !$ \sigma !$_{!$ z !$}?

III. Qual é o efeito da espessura da chapa no valor da tenacidade à fratura !$ K !$_{!$ I !$!$ C !$}?

Enunciado 3310495-1

Fonte: Godefroid, L. B. Apostila Fundamentos da Mecânica da Fratura, ABM, 1999.

A

I. Estado Plano de Tensão (EPT) e Estado Plano de Deformação (EPD);

II. !$ \sigma !$_{!$ z !$} ≠ 0;

III. !$ K !$_{!$ I !$!$ C !$} maior ↑ em chapas de menor ↓ espessura.

B

I. Estado Plano de Deformação (EPD) e Estado Plano de Tensão (EPT);

II. !$ \sigma !$_{!$ z !$} = 0;

III. !$ K !$_{!$ I !$!$ C !$} maior ↑ em chapas de menor ↓ espessura.

C

I. Estado Plano de Deformação (EPD) e Estado Plano de Tensão (EPT);

II. !$ \sigma !$_{!$ z !$} = 0;

III. !$ K !$_{!$ I !$!$ C !$} menor ↓ em chapas de maior ↑ espessura.

D

I. Estado Plano de Deformação (EPD) e Estado Plano de Tensão (EPT);

II. !$ \sigma !$_{!$ z !$} ≠ 0;

III. !$ K !$_{!$ I !$!$ C !$} menor ↓ em chapas de maior ↑ espessura.

E

I. Estado Plano de Tensão (EPT) e Estado Plano de Deformação (EPD);

II. !$ \sigma !$_{!$ z !$} = 0;

III. !$ K !$_{!$ I !$!$ C !$} maior ↑ em chapas de menor ↓ espessura.

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2963911 Ano: 2022
Disciplina: Engenharia Metalúrgica
Banca: IF-ES
Orgão: IF-ES

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Com relação às maclas, escolha a opção CORRETA:

Enunciado 3310494-1

A

Em cristais HC e CCC, as maclas podem ser formadas como resultado da deformação sob baixas temperaturas e provocadas por forças mecânicas, dando, assim, origem às maclas de deformação ou maclas mecânicas. Em alguns casos, as maclas podem ser formadas durante tratamentos térmicos após deformação, resultando nas maclas de recozimento. As de recozimento são mais frequentes em materiais com baixa EDE (Energia de Defeito de Empilhamento), pois a energia do contorno coerente de macla é aproximadamente a metade da energia de defeito de empilhamento. Dessa maneira, é esperado que materiais com baixa EDE apresentem alta frequência de maclas de recozimento.

B

As estruturas CFC recristalizadas comumente poderão ter maclas de recozimento. Um cristal de Cu puro terá sua EDE aumentada com a adição de elementos, tais como Zn, Al, Sn e Ge. Com o aumento da EDE, as maclas de recozimento ocorrem mais facilmente.

C

A maclação é importante no processo total de deformação dos metais que possuem poucos sistemas de deslizamento, como é o caso dos metais HC. Isso ocorre porque a maclação favorece a ativação de novos sistemas de deslizamento. Assim, praticamente todo cristal terá seu volume reorientado e, por isso, os metais HC possuirão maior ductilidade do que metais que apresentam maior número de sistemas de deslizamento, como os do tipo CFC.

D

Quanto mais baixa a EDE de um cristal CFC, maior é a separação entre as discordâncias parciais e mais larga é a falha de empilhamento. Assim, em linhas gerais, a tendência de formação de maclas de recozimento em cristais CFC será mais fácil quanto mais alta for a EDE.

E

As maclas de recozimento são frequentemente encontradas em metais e ligas fundidas, pois, durante o processo de resfriamento e solidificação, tem-se uma intensa e rápida migração de contornos.

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2963910 Ano: 2022
Disciplina: Engenharia Metalúrgica
Banca: IF-ES
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A equação que dará o valor CORRETO da densidade aproximada do alumínio cristalino CFC, em [kg/m3], caso o raio (r) atômico seja substituído em [m] será: (considere o PM do Al 27g).

A

p ≅ !$ \dfrac{6,6 . \sqrt{2} . 10^{-27}}{r^{3}} !$ !$ \left [ kg/m^{3}\right ] !$

B

p ≅ !$ \dfrac{5,6 . \sqrt{2} . 10^{-24}}{r^{3}} !$ !$ \left [ kg/m^{3}\right ] !$

C

p ≅ !$ \dfrac{4,1 . \sqrt{2} . 10^{-27}}{r^{3}} !$ !$ \left [ kg/m^{3}\right ] !$

D

p ≅ !$ \dfrac{5,6 . \sqrt{2} . 10^{-27}}{r^{3}} !$ !$ \left [ kg/m^{3}\right ] !$

E

p ≅ !$ \dfrac{6,6 . \sqrt{2} . 10^{-24}}{r^{3}} !$ !$ \left [ kg/m^{3}\right ] !$

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2963909 Ano: 2022
Disciplina: Engenharia Metalúrgica
Banca: IF-ES
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Marque a alternativa que indique uma condição físico-química adequada para que um elemento químico se dissolva, intersticialmente, na estrutura cristalina de um outro elemento:

A

Os elementos devem possuir uma compatibilidade química muito próxima, ou seja, as suas bandas de valência devem ser completas.

B

A diferença de tamanho entre os elementos deve estar na ordem de 0,59 a razão entre os diâmetros atômicos, ou seja, o átomo intersticial (soluto) deve ser muito menor que o átomo do solvente.

C

Os pequenos átomos de soluto intersticial se dissolvem mais facilmente nos elementos eletronegativos do que em outros metais.

D

Os átomos intersticiais devem difundir-se mais facilmente pelo reticulado do solvente devido à presença das lacunas.

E

A solubilidade dos átomos de soluto intersticial depende do fator de empacotamento da estrutura cristalina do solvente.

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2963908 Ano: 2022
Disciplina: Engenharia Metalúrgica
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Considerando a célula unitária do C, na forma de diamante e grafite, escolha a opção CORRETA:

A

No grafite, os átomos estão organizados em camadas. Em cada camada, os átomos são dispostos em um arranjo hexagonal e essas camadas são ligadas entre si por ligações secundárias. Já o diamante, é formado exclusivamente por ligações covalentes, nas quais elétrons são compartilhados. Devido a essas características, o carbono, na forma de diamante, pode ser designado como um excelente agente abrasivo. Já o carbono, na forma de grafite, é um excelente condutor de eletricidade, devido às suas ligações covalentes com elétrons livres.

B

No grafite, elétrons participam de ligações fracas, do tipo Van der Waals, entre as camadas de anéis hexagonais formados por conjuntos de 6 átomos de carbono, e, como consequência dessas ligações interplanares fracas, a clivagem é fácil, dando assim origem às suas excelentes propriedades lubrificantes.

C

O grafite e o diamante são excelentes condutores de eletricidade, ambos, quando dopados com Ge, atingem a supercondutividade.

D

Tanto no diamante quanto no grafite, as estruturas cristalinas são constituídas exclusivamente por ligações do tipo primárias covalentes. Nesses sistemas, não existem ligações fracas, como as do tipo Van der Waals.

E

O diamante é constituído por uma estrutura tetragonal cúbica, em que os átomos de carbono estão ligados entre si, por ligações exclusivamente covalentes. Já o grafite tem uma estrutura hexagonal com elevada dureza e, por isso, trata-se de um material designado como agente abrasivo.

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2963907 Ano: 2022
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Considerando o alumínio PM = 27g e a densidade igual a 2700 kg/m³, a opção mais próxima do número de átomos presentes em 2 mm³ é

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2963906 Ano: 2022
Disciplina: Engenharia Metalúrgica
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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.

E

o trabalho realizado, W, para formar um núcleo esférico, por nucleação homogênea, é dado pela equação da variação total de energia livre na transformação de um líquido em um sólido não deformado, como segue: !$ W !$ = ∆!$ G !$_{h!$ o !$!$ m !$} = !$ \dfrac{4}{3} !$ !$ \pi !$!$ r !$³ ∆!$ G !$_{!$ v !$} − 3!$ \pi !$!$ r !$ ²!$ \gamma !$.