UNIDADE DE ENSINO I

 

Materiais de Construção Mecânica /UNIDADE DE ENSINO 1 /U1S1 - Atividade Diagnóstica

As propriedades mecânicas de um material são aquelas que envolvem uma reação a uma carga aplicada. Essas propriedades determinam a gama de utilidade de um material e estabelecem a vida útil que pode ser esperada de um determinado componente, além de serem utilizadas para ajudar a classificar e identificar um material.

 

 

Associe as informações entre as colunas A e B

 

COLUNA A

COLUNA B

 

A – DEFORMAÇÃO ELÁSTICA

(  ) Persiste até 0,005 de deformação nos metais

(  ) A tensão de escoamento é o ponto de origem

(  ) Não é válida a Lei de Hooke

 

B – DEFORMAÇÃO PLÁSTICA

(  ) A tensão e a deformação são proporcionais

(  ) A tensão é distribuída uniformemente na região estreita do material até o LRT

 

Assinale a alternativa que apresenta a associação correta:

2 A aplicação de uma força em um objeto é conhecida como carregamento e os materiais podem ser submetidos a diferentes cenários de carregamento. Existem cinco condições fundamentais de carga.

A maneira como um material é carregado afeta, e muito, suas propriedades mecânicas e determina em grande parte como um componente falhará ou se o mesmo dará sinais de alerta antes da falha realmente ocorrer.

Sobre a tensão de engenharia é correto o que afirma se em:


Materiais de Construção Mecânica /UNIDADE DE ENSINO 1 /U1S1 - Atividade de Aprendizagem

O ensaio de tração é um ensaio mecânico fundamental onde uma amostra cuidadosamente preparada é carregada de uma forma muito controlada enquanto se mede a carga aplicada e o alongamento da amostra a uma certa distância.

 

 

A seguir é dada a curva tensão-deformação para os materiais A e B

2 Existem cinco condições fundamentais de carga: compressão, flexão, cisalhamento, torção e tensão.

A _____________ envolve o a pressão uniaxial de cargas no mesmo sentido. A _______ é o tipo de carga na qual duas seções do material, uma de cada lado do plano tendem a ser puxadas ou alongadas em sentidos opostos e a ____________ envolve a aplicação de uma carga de maneira com que um material se curve resultando na compressão do material em um lado e no estiramento do outro lado.

Os principais produtos de um ensaio de tração são os valores de carga e alongamento que são posteriormente convertidos em uma curva de tensão versus deformação. Uma vez que a tensão e a deformação são obtidas dividindo a carga e o alongamento por valores constantes (dados da geometria da amostra) é possível obtermos a curva tensão-deformação de engenharia.

Com relação as deformações elásticas e plásticas associe as informações  das colunas A e B.

COLUNA A 

COLUNA B

A - DEFORMAÇÃO ELÁSTICA

I. 

  • É provocada por tensões que ultrapassam o limite de elasticidade.

II. Obedece a lei de Hooke.

B - DEFORMAÇÃO PLÁSTICA

III. 

  • Desaparece quando a tensão é removida.

IV. É resultado do deslocamento permanente dos átomos 

Escolha uma:


 

Materiais de Construção Mecânica /UNIDADE DE ENSINO 1 /U1S2 - Atividade Diagnóstica

Além da tensão de tração, também temos a denominada tensão por cisalhamento que ocorre devido a uma força cisalhante. 

A tensão de cisalhamento é representada pela legra grega tau. Com relação ao cálculo da tensão de cisalhamento assinale a alternativa correta:

2 A tensão verdadeira e a deformação verdadeira são definidas em função das mudanças que ocorrem na área transversal do corpo de prova utilizando-se valores instantâneos de área.

Dada a figura a seguir:

3 Quando um material é submetido a tensão de tração um alongamento elástico e sua deformação correspondente resultam na direção da tensão aplicada

Com relação a deformação, analise as afirmações abaixo:

I. A deformação axial é sempre acompanhada por contrações laterais de sinal oposto nas duas direções mutuamente perpendiculares à deformação axial. 

II. As deformações que resultam no aumento de comprimento são designadas como positivas (+).

III. O coeficiente de Poisson para tensões dentro da faixa elástica é aproximadamente constante. 

 

É correto o que afirma-se:


Materiais de Construção Mecânica /UNIDADE DE ENSINO 1 /U1S2 - Atividade de Aprendizagem

Os conceitos de tensão e deformação de engenharia são definidos a partir da área da seção reta original de um corpo de prova antes de qualquer deformação. No entanto, em algumas situações é necessário considerar a tensão verdadeira e deformação verdadeira.

Analise as afirmações abaixo:

I. A tensão verdadeira é determinada pela razão entre a carga e a deformação da área da seção reta do corpo e prova.

II. A deformação por cisalhamento é calculada pela diferença angular entre dois segmentos de retas inicialmente perpendiculares, com posterior mudança angular.

III. Em um material submetido à tração, a deformação axial é sempre acompanhada por contrações laterais de sinal oposto nas duas direções mutuamente perpendiculares à deformação axial.

 

É correto o que afirma se em

Escolha uma:

Os primeiros estudos dos materiais levaram ao cálculo das resistências teóricas de cristais perfeitos, as quais eram muitas vezes maiores do que aquelas efetivamente medidas. Durante a década de 1930, a teoria dizia que essa discrepância em termos de resistências mecânicas poderia ser explicada por um tipo de defeito cristalino linear, que desde então é conhecido por discordância.

Em relação aos tipos fundamentais das discordâncias:

 

I. Em uma discordância aresta, existe uma distorção localizada da rede cristalina ao longo da extremidade de um semiplano adicional de átomos.

II. Uma discordância espiral pode ser considerada como sendo resultante de uma distorção por cisalhamento; a sua linha da discordância passa através do centro de uma rampa espiralada de plano atômico.

III. Uma discordância aresta se move em resposta à aplicação de uma tensão de cisalhamento em uma direção perpendicular à sua linha.

 

É correto que se afirma:

3 Várias características das discordâncias são importantes em relação às propriedades mecânicas dos metais. Essas incluem os campos de deformação que existem ao redor das discordâncias, que são importantes na determinação da mobilidade das discordâncias, bem como suas habilidades em se multiplicar.

Quando os metais são submetidos a deformação plástica, uma fração da energia de deformação (aproximadamente 5%) é retida internamente; o restante é dissipado como calor. Assinale a alternativa que apresenta uma afirmação correta:


Materiais de Construção Mecânica /UNIDADE DE ENSINO 1 /U1S3 - Atividade Diagnóstica

Os sistemas de escorregamento dependem da estrutura cristalina do material enquanto o plano e a direção de escorregamento apresentam elevada compactação atômica.

Com relação ao número de sistemas de escorregamento possíveis analise as afirmações e julgue verdadeira (V) ou falsa (F):

(  ) A estrutura CCC pode apresentar até 24 sistemas possíveis.

(  ) O cobre de estrutura cristalina CCC apresenta 12 sistemas possíveis.

(  ) Os materiais com estrutura cristalina HC são frágeis devido a limitação de sistemas de escorregamento.

(  ) O magnésio possui estrutura cristalina HC com seis possíveis sistemas de escorregamento.

 

Com relação as afirmações, assinale a alternativa correta:

Escolha uma:

2 As soluções sólidas podem ser formadas quando os átomos de impurezas assumem a localização dos átomos originais formando uma solução sólida substitucional, ou quando os átomos de impureza se localizam nos espaços vazios entre os átomos formando uma solução sólida intersticial.

Associe as informações entre as colunas A e  B

COLUNA A

COLUNA B (SISTEMAS)

A – SOLUÇÃO SÓLIDA SUBSTITUCIONAL

(  ) Cu - Sn

(  ) Si - Ge

B – SOLUÇÃO SÓLIDA INTERSTICIAL

(  ) Cu - Ni

(  ) Fe γ - C

 

Assinale a alternativa que apresenta a associação correta:

Escolha uma:

3 As medidas de dureza são amplamente utilizadas para o controle de qualidade de materiais porque são rápidas e consideradas como testes não destrutivos quando as marcas ou entalhes produzidos pelo teste estão em áreas de baixa tensão.

A dureza pode ser definida como:

Escolha uma:

 


Materiais de Construção Mecânica /UNIDADE DE ENSINO 1 /U1S3 - Atividade de Aprendizagem

As discordâncias não se movem com o mesmo grau de facilidade sobre todos os planos cristalográficos de átomos e em todas as direções cristalográficas. Ordinariamente, existe um plano preferencial, e neste plano existem direções específicas ao longo das quais ocorre o movimento das discordâncias.

Dados: o plano de escorregamento igual a {111}, direção de escorregamento <11 with minus on top0> e número de sistemas de escorregamento igual a 12, assinale a alternativa que apresenta, somente, metais com que apresentam essas características.

Escolha uma:

2 Os primeiros ensaios de dureza eram baseados em minerais naturais, com uma escala construída unicamente em função da habilidade de um material em riscar um outro mais macio. Técnicas quantitativas para determinação da dureza foram desenvolvidas ao longo dos anos, nas quais um pequeno penetrador é forçado contra a superfície de um material a ser testado, sob condições controladas de carga e taxa de aplicação.

Analise as afirmações a seguir quanto a utilização dos ensaios de dureza:

 

I. Eles são simples e baratos — normalmente, nenhum corpo de prova especial precisa ser preparado, e os equipamentos de ensaio são relativamente baratos.

 

II. O ensaio é não-destrutivo — o corpo de prova não é fraturado, tampouco é excessivamente deformado; uma pequena impressão é a única deformação.

 

III. Outras propriedades mecânicas podem, com freqüência, ser estimadas a partir de dados obtidos para ensaios de dureza, tais como o limite de resistência a tração.

 

É correto o que afirma se:

Escolha uma:

Uma técnica utilizada para o aumento da resistência  e endurecer metais consiste na formação de ligas com átomos

de impurezas que entram quer em solução sólida substitucional, quer em solução sólida intersticial. Os metais com pureza elevada são quase sempre mais macios e mais fracos do que as ligas compostas pelo mesmo metal de base.

A Figura a seguir apresenta a curva do limite de resistência à tração para a liga cobre- níquel em função do teor de níquel presente na liga.


Materiais de Construção Mecânica /UNIDADE DE ENSINO 1 /U1 - Avaliação da Unidade

Os principais produtos de um ensaio de tração são os valores de carga e alongamento que são posteriormente convertidos em uma curva de tensão versus deformação. Uma vez que a tensão e a deformação são obtidas dividindo a carga e o alongamento por valores constantes (dados da geometria da amostra) é possível obtermos a curva tensão-deformação de engenharia. A curva tensão-deformação relaciona a tensão aplicada à sua respectiva deformação resultante e cada material tem sua própria e única curva.

A seguir é dada a curva tensão-deformação para um material:

2 Uma amostra do aço SAE 1020 utilizado na fabricação de elementos de fixação foi submetida ao ensaio de tração. Através deste tipo de ensaio foi possível obter a seguinte curva de tensão-deformação de engenharia

Os diferentes tipos de deformações que observamos em um material podem ser analisados em uma escala microscópica, as deformações plásticas correspondem ao movimento atômico em resposta à aplicação de tensão, no qual ocorrem quebras de ligações interatômicas e a formação de novas ligações. Porém, as deformações também envolvem o movimento de discordâncias conhecido por escorregamento.

“ Quando um monocristal é deformado sob uma tensão, a _______________________ ocorre por ______________________de planos paralelos bem definidos dentro do cristal, enquanto em materiais policristalinos devido as orientações cristalográficas aleatórias dos _______ a direção varia. ”

 

Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas.

Escolha uma:

O aumento da resistência por encruamento pode ser revertido quando o material é submetido à tratamentos térmicos apropriados, dessa forma o metal recupera suas propriedades originais. A restauração das propriedades originais é resultado dos processos de recuperação e recristalização que ocorrem em elevadas temperaturas e que podem ser seguidos por um crescimento de grão.

Dada as fotomicrografias dos estágios da recristalização e do crescimento de grãos de latão:

5 Os metais quando sujeitos à deformação plástica uma fração da energia de deformação é retida internamente, enquanto o restante é dissipado em forma de calor. A maior parte da energia que foi retida consiste em uma energia que está associada as discordâncias.

A figura a seguir apresenta uma região de tensão ao redor de uma discordância: