ENSAIOS MECNICOS E METALRGICOS

PSP RH-001/2011 NMERO 39

26)Quanto natureza da velocidade de aplicao das cargas, os ensaios mecnicos e metalrgicos podem ser:

a)carga constante

b)trativos

c)compressivos

d)destrutivos

e)no destrutivos

RESOLUO

Os ensaios dos materiais podem ser classificados quanto integridade geomtrica e dimensional da pea ou

componente ou quanto velocidade de aplicao da carga.

Quanto integridade geomtrica e dimensional da pea ou componente os ensaios podem ser de dois tipos:

Destrutivos: quando aps executados provocam a inutilizao parcial ou total da peas (trao, dureza, fadiga etc).

No-destrutivos: quando aps executados no comprometem a integridade da pea (raios X, ultra-som etc).

Quanto velocidade de aplicao da carga, os ensaios podem ser:

Estticos: quando a carga aplicada de maneira suficientemente lenta, induzindo a uma sucesso de estados de equilbrio, caracterizando um processo quase-esttico. Nessa categoria tm-se os ensaios

trao, compresso, flexo, toro e dureza.

Dinmicos: quando a carga aplicada rapidamente ou ciclicamente. Nesse tm-se os ensaios de fadiga e de impacto.

Carga constante: quando a carga aplicada durante um longo perodo, que o caso do ensaio de fluncia.

RESPOSTA CORRETA A)

27)Que tipo de ensaio destrutivo consiste na aplicao de carga constante em um material durante um perodo

de tempo, a temperatura elevada, com o objetivo de determinar sua vida til?

a)trao

b)compresso

c)fadiga

d)impacto

e)fluncia

RESOLUO

A)Trao: O ensaio de trao consiste na aplicao gradativa de carga de trao uniaxial nas extremidades

de um corpo de prova at sua ruptura.

B)Compresso: O ensaio de compresso consiste em aplicao de carga compressiva uniaxial em um corpo

de prova para dentro, distribuda de modo uniforme em toda a seo transversal do corpo de prova.

C)Fadiga: No ensaio de fadiga, aplica-se uma carga com alterao de intensidade e sentido e, por meio de

um contador, controla-se o nmero de ciclos aplicados. As foras aplicadas podem ser de: toro; trao-

compresso; flexo; flexo rotativa.

D)Impacto: O ensaio de impacto consiste em submeter o corpo de prova ao impacto ou choque, isso ocorre

quando uma carga aplicada repentina e bruscamente, que deve romp-lo.

E)Fluncia: O ensaio de fluncia realizado sob trao, utilizando corpos de prova semelhantes ao de

trao. Aplica-se uma determinada carga numa dada temperatura e avalia-se a deformao do corpo de

prova ao longo do tempo. OBS: Ensaio destrutivo consiste na aplicao de carga constante em um material

durante um perodo de tempo, a temperatura elevada, com o objetivo de determinar a sua vida til.

RESPOSTA CORRETA E)

PSP RH-002/2011 NMERO: 12

31) Analise as alternativas a seguir em relao aos ensaios destrutivos.

I. O mtodo de dureza Brinell se baseia na medio da profundidade de impresso. II. O mtodo de dureza Rockwell se baseia na medio da profundidade de impresso.

III. No ensaio de impacto, o valor da energia absorvida na ruptura de um corpo de prova aumenta com a elevao da temperatura do corpo de prova.

IV. No ensaio de impacto, quanto maior o valor da energia absorvida na ruptura de um corpo de prova, maior ser a altura atingida pela pndulo aps esse ruptura.

RESOLUO

Ensaio de dureza: A dureza a resistncia que um material apresenta ao risco ou formao de uma marca

permanente, quando pressionado por outro material ou marcadores padronizados. O ensaio de dureza

consiste na impresso de uma pequena marca na superfcie da pea, pela aplicao de presso com uma

ponta de penetrao. Existem vrios tipos de ensaios de dureza: dureza por risco, dureza por rebote e dureza

por penetrao.

I. Dureza ao Risco: Baseia-se no relacionamento do material analisado com outros materiais na sua capacidade de riscar e ser riscado. A dureza Mohs tipo de ensaio por risco mais conhecido,

consistindo em uma escala de 10 minerais padres organizados por sua capacidade de riscar um aos

outros. A maioria dos metais situa-se entre os valores 4 e 8 da escala Mohs. Esse tipo de dureza,

portanto, no serve para definir adequadamente a dureza dos materiais metlicos.

II. Dureza por Rebote: um ensaio dinmico cuja impresso na superfcie do material causada pela queda livre de um mbolo com uma ponta padronizada de diamante. Nos ensaios desse tipo, o valor

da dureza proporcional energia necessria para deformar o material, e representada pela altura

de rebote menor. Em materiais dcteis, o mbolo alcanar uma altura de rebote menor, pois esses

materiais consumiro mais energia na deformao do corpo de prova, indicando, consequentemente,

uma dureza mais baixa. Dentre esses mtodos, a dureza Shore a mais destacada. Ela utiliza uma

barra de ao com peso de 0,250 kgf (2,5 N) com uma ponta arredondada de diamante, a qual

colocada dentro de um tubo de vidro que apresenta uma escala graduada de 0 a 140. A barra de ao

liberada de uma altura padro (256 mm), e a altura do rebote, aps o choque com a superfcie do

material, considerada a dureza deste.

III. Dureza por Penetrao: Existem vrias modalidades:

Dureza Brinell: O mtodo consiste em comprimir uma esfera de ao temperado ou de carboneto de tungstnio na superfcie do material ensaiado, gerando uma calota esfrica ou

mossa.

Dureza Rockwell: baseado na profundidade de impresso causada por um penetrador sob a ao de uma carga como indicador da medida de dureza.

Dureza Vickers: semelhante ao mtodo Brinell, pois tambm relaciona a carga aplicada com a rea superficial da impresso.

Ensaio de Impacto: O ensaio de impacto consiste em submeter o corpo de prova ao impacto ou choque, isso

ocorre quando uma carga aplicada repentina e bruscamente, que deve romp-lo. A principal funo dos

ensaios Charpy e Izod consiste em determinar se um material apresenta ou no uma transio dctil-frgil

com decrscimo da temperatura e, caso positivo, em que faixa de temperatura o fenmeno ocorre. A

transio dctil-frgil relacionada com a temperatura pela energia de impacto medida no ensaio. Em

temperaturas mais elevadas, a energia de impacto relativamente alta e compatvel com um modo dctil de

fratura. medida que a temperatura diminui, a energia de impacto cai subitamente ao longo de um intervalo

de temperatura relativamente pequeno, abaixo do qual a energia de impacto apresenta um valor baixo e

essencialmente constante, nesse intervalo, o modo de fratura frgil.

RESPOSTA CORRETA C)

MARO/2010 TARDE NMERO:47

31)Os ensaios no destrutivos constituem uma das principais ferramentas do controle da qualidade de

materiais e produtos, sendo que o ensaio:

a)por partculas magnticas adotado para a deteco de descontinuidades superficiais e subsuperfciais em

qualquer tipo de material.

b)por lquidos penetrantes adotado para a deteco de descontinuidades superficiais e avaliao de sua

profundidade.

c)por correntes parasitas adotado na deteco de descontinuidades superficiais e internas comente em

materiais ferrosos.

d)por ultrassom adotado na deteco de descontinuidades internas em matrias ferrosos e no ferrosos.

e)radiogrfico adotado para a deteco de descontinuidades superficiais e internas em materiais ferrosos e

no ferrosos.

RESOLUO

A) Por Particulas Magnticas: um metodo de ensaio utilizado para a deteco de descontinuidades

superfciais e sub-superfciais em materiais ferromagnticas. um mtodo rpido e relativamente fcil de ser

aplicado. A deteco de descontinuidades feita por meio de campos magnticas aplicados ao material e o

uso de pequenas partculas de materiais magnticos, que se acumulam nas regies da superfcies do material

onde ocorre uma fuga de fluxo magntico ocasionado pela presena de uma descontinuidade. Este mtodo de

ensaio pode ser utilizado uma grande variedade de produtos, como forjados, fundidos e juntas soldadas,

sendo utilizado nos mais diversos setores industriais como o automotivo, petroqumica, energia, dentre

outras. Uma aplicao de importncia a inspeo de tubulao e partes de estruturas offshore submersas.

Inicialmente foi muito utilizado pela indstria ferroviria para a deteco de defeitos em rodas e eixos, como

substituto do mtodo de leo e p de giz. Atualmente utilizado tanto nas inspees de fabricao quanto nas

inspees em servio, como um mtodo superfcial extremamente eficiente para a deteco de

descontinuidades superfcias e sub-superfciais. Esta ltima caracterstica confere a este mtodo de ensaio

uma vantagem aprecivel sobre o ensaio por lquido penetrante, no qual somente descontinuidades abertas

superfcie podem ser detectadas.

B) Lquidos Penetrantes utilizado para revelar descontinuidades superfciais em materiais em geral. Um

mtodo similar foi muito utilizado pela indstria ferroviria em seus primrdios. Este mtodo consistia em na

diluio com querosene de um leo pesado normalmente disponvel em oficianis de manuteno ferroviria,

que era em seguida depositado em grandes tanques onde eram colocados os componentes a serem

examinados, como por exemplos, rodas. Aps um determinado tempo de imerso, os componentes eram

retirados dos tanquesm limpos e a sua superfcie recoberta com uma camada fina de p de giz em suspenso

em lcool, de maneira que, com a evaporao de lcool, se formava uma fina camada de p branco na

superfcie. O componente ento era vibrado de modo a facilitar a sada do leo de trincas superfciais

porventura existentes, manchando localmente a cobertura branca. Hoje em dia utiliza-se um penetrante

visvel, contendo um corante normalmente vermelho. Com o desenvolvimento da indstria aeroespacial o

ensaio por lquidos penetrantes apresentou um desenvolvimento expressivo, devido necessidade de se

examinar materiais no ferromagnticos.

C) Por Correntes Parasitas: O Ensaio consiste, basicamente, na induo de correntes eltricas em materiais

eletricamente condutores e na monitorao da interao entre as correntes induzidas e o material. As

correntes so induzidas atravs de uma bobina alimentada por uma fonte de corrente alternada. As correntes

induzidas no material so denominadas correntes parasitas e so afetadas por variaes que ocorrem na

condutividade eltrica, permeabilidade magntica e na geometria do material. Essa dependncia faz com que

este mtodo de ensaio seja capaz de avaliar uma srie de caractersticas de materiais condutores, como sua

composio qumica, tamanho de gro, fases, dureza superfcial, tenses e descontinuidades estruturais como

trincas, perdas de espessura, incluses. A principal aplicao deste mtodo de ensaio ataulmente na

inspeo de tubos de materiais no ferromagnticos instalados em componentes de troca trmica, como

condensadores e geradores de vapor, dentre outros. So tambm utilizados para a deteco de trincas

superfciais, separao de materiais, medio de camadas de materiais isolantes depositados em bases de

materiais condutores, como camadas de tinta, por exemplo, medio de espessura, determinao da

profundidade de endurecimento em tratamentos trmicos, um dos mtodos de ensaio mais versteis e com

possibilidades de desenvolvimento atualmente. Os equipamentos podem ser adquiridos com diversas

configuraes, para atender a necessidades especficas.

D)Ultrassom: O ensaio por ultrassom consiste na introduo de um feixe sonoro de alta frequncia no

material ou componente de interesse, com o objetivo de se detectar, localizar e dimensionar descontinuidades

internas ou superfciais porventura existentes no mesmo. A informao obtida utilizada para a verificao

da conformidade do componente com as especificaes de fabricao ou, no casa de componentes em

operao, para fornecer subsdios para avalies utilizando tcnicas de mecnica da fratura. Durante o seu

percuso, o feixe sonoro pode sofrer reflexes em interfaces existentes no material. Descontinuidades como

poros, trincas, inclues diversas, dupla laminao, falta de fuso, falta de penetrao atuam como interfaces,

o mesmo ocorrendo com as paredes ou com a superfcie do material.

E)Radiogrfico: O ensaio radiogrfico basei-se na absoro diferenciada da radiao pela matria. Consiste,

basicamente, em fazer passar um feixe de radiao X, radiao gama ou nutrons atravs do objeto em estudo

e registrar as caractersticas da radiao emergente do objeto utilizando um meio adequado, como um filme

radiogrfico, uma tela fluorescente ou dispositivos eletrnicos de deteco da imagem radiogrfica. O ensaio

radiogrfico pode ser aplicado, a princpio, a qualquer tipo de material. A nica limitao a capacidade de

absoro apresentada por alguns materiais, como o chumbo e o urnio, utilizados como blindagens, que pode

inviabilizar a realizao deste tipo de ensaio.

RESPOSTA CORRETA: D)

32)O ensaio adotado em corpos de prova soldades na qualificao de soldados o de:

a)dobramento

b)dureza

c)fadiga

d)fluncia

e)impacto

RESOLUO:

A)Dobramento: O ensaio de dobramento pode ser feito em corpos de prova soldados, em barras para

construo civil, e em materiais frgeis (ensaio de flexo).

B)Dureza: O ensaio de dureza utilizados para determinar a dureza de: por penetrao, por choque, por

risco.

C)Fadiga: Um metal rompe-se por fadiga, quando a tenso cclica, aplicada a ele, tem uma flutuao

suficientemente grande e maior que um valor caracterstico de cada metal, denominado limite de fadiga, o

qual pode ser determinado mediante um ensaio de fadiga.

D)Fluncia: Verifica-se a deformao plstica que ocorre em um material sob tenso constante ou

praticamente constante em funo do tempo.

E)Impacto: Com objetivo de verificar os tipos de fraturas. Fraturas frgeis caracterizam-se pela aspecto

cristalino e as fraturas dcteis apresentam aparncia fibrosa.

RESPOSTA CORRETA: A)

33)So mtodos de ensaios de dureza com escalas contnua apenas os denominados:

a)Brinell e Mohs.

b)Brinell e Rockwell.

c)Brinell e Vickers.

d)Mohs e Vickers.

e)Rockwell e Vickers.

RESOLUO

BRINELL: O ensaio de dureza Brinell consiste em comprimir lentamente uma esfera de ao de dimetro D,

sobre a superfcie plana, polida e limpa de um metal atravs de uma carga, Q, durante um tempo, t. Essa

compresso provocar uma impresso permanente no metal com o formato de uma calota esfrica, tendo um

dimetro, d o qual medido por intermdio de micrmetro ptico (microscpio ou lupa graduados), depois de

removida a carga. O valor de d deve ser tomado como a medida de duas leituras feitas a 90 uma da outra. A

dureza Brinell definida, em N/mm (ou kgf/mm), como o quociente entre a carga aplicada pela rea de

contato (rea superficial), Sc, a qual relacionada com os valores D e d, conforme a expresso, sendo p a

profundidade da impresso.

VICKERS: Esta processo empregado amplamente em trabalhos de pesquisas porque fornece uma escala

contnua de dureza para a determinada carga, podendo determinar a dureza desde materiais muito moles com

dureza Vickers correspondente a 5 at materiais extremamente duros (Vickers equivalente a 1500). O

penetrador consiste numa ponte de diamante com forma de pirmide de base quadrada e ngulo ao vrtice de

136. As cargas variam de 10 a 120 kgf. A dureza Vickers dada pelo quociente da carga com a rea da

impresso. Sendo P a carga aplicada, L a diagonal da impresso e 0 o ngulo entre as faces opostas do

penetrador de diamante (136) e chamando-se Hv a dureza Vickers.

ROCKWELL: O princpio do ensaio semelhante ao do processo Brinell, ou seja, fora-se, pela aplicao de

uma carga preestabelecida, um penetrador de forma e dimenses conhecidas, sobre a superfcie da pea a

ensaiar. O ensaio baseado na profundidade de penetrao de uma ponta, subtratda da recuperao elstica

devida retirada de uma carga maior e da profundidade causada pela aplicao de uma carga menor. Os

penetradores utilizados na dureza Rockwell so do tipo esfrico (esfera de ao temperado) ou cnico (cone de

diamante, tambm chamado penetrador-Brale, tendo 120 de conicidade). Com qualquer desses penetradores,

a carga menor ento aplicada para fixar bem o corpo de prova, ou seja, para garantir um contato firme com

a superfcie do corpo de prova. Depois de aplicada e retirada a carga maior, a profundidade da impresso

dada diretamente no mostrador da mquina, em forma de um nmero de dureza, aps voltar a carga ao valor

menor. A leitura deve ser feita numa escala apropriada ao penetrador e carga utilizada. A mquina j vem

provida das escalas justapostas que servem para todos os tipos de dureza Rockwell existentes. Essas escalas

de dureza Rockwell so arbitrrias, porm baseadas na profundidade da penetrao e so designadas por

letras (A, B, C, etc.), as quais devem sempre aparecer aps a sigla HR para diferenciar e definir a dureza. O

nmero de dureza obtido corresponde a um valor adimensional, ao contrrio da dureza Brinell. O valor da

dureza, porm, um nmero proporcional profundidade de penetrao e no mais, como no mtodo Brinell,

a relao entre a carga aplicada e a rea da impresso obtida. No processo industrial, h trs faixas

principais de dureza Rockwell; A escala Rockwell A, para materiais muito duros (metal duro), em que o

penetrador possui ponta de diamante em forma de cone com ngulo ao vrtice de 120 e a carga de 60kg; A

escala Rockwell B, para materiais de dureza mdia, na qual se usa como penetrador uma esfera de ao de

1/16 de dimetro e uma carga de 100kg; A escala Rockwell, para materiais mais duros (como ao

temperado), na qual se emprega como penetrador a ponta de diamante da escala A e uma carga de 150kg.

MOHS: A escala Mohs foi usada pela primeira vez em 1822. Ela simplesmente consiste num grupo de 10

minerais. Ordenados de 1 a 10. O diamante classificado como o mais duro e possui o ndice 10; o mais mole

o talco, classificado com o ndice 1. Cada mineral da escala pode riscar todos aqueles abaixo do seu ndice.

RESPOSTA CORRETA: C)

MAIO/2010 NMERO: 40

26)Erichsen e Nakazima so tipos de ensaios de:

a)dureza

b)impacto

c)estanqueidade

d)embutimento

e)trao

RESOLUO:

A)Dureza: A propriedade mecnica denominada dureza largamente utilizada na especificao de materiais,

nos estudos e pesquisa mecnicas e metalrgicas e na comparao de diversos materiais. Entretanto, o

conceito fsico de dureza no tm um mesmo significado para todas as pessoas que tratam com essa

propriedade. Para um metalurgista, dureza significa a resistncia deformao plstica permanente; um

engenheiro mecnico define a dureza como a resistncia penetrao de um material duro no outro; para um

projetista, a dureza considerada uma base de medida para o conhecimento da resistncia e do tratamento

trmico ou mecnico de um metal e da sua resistncia ao desgaste; para um tcnico em usinagem de metais, a

dureza fornece uma medida da resistncia ao corte do metal; e para um mineralogista, a dureza tem um

significado diferente, ou seja, o de medir a resistncia ao risco que um material pode fazer em outro.

B)Impacto: O ensaio de impacto consiste em submeter o corpo de prova ao impacto ou choque, isso ocorre

quando uma carga aplicada repentina e bruscamente, que deve romp-lo.

C)Estanqueidade: O ensaio de estanqueidade uma tcnica de inspeo no destrutiva que permite no s

localizar o vazamento de um fludo, seja ele lquido ou gasoso, como tambm medir a quantidade de material

vazando, tanto em sistemas que operam com presso positiva ou que trabalham com vcuo. Os vazamentos

ocorrem nas descontinuidades presentes em juntas soldadas, brasadas, colocadas, rosqueadas, encaixadas ou

seladas por presso, bem como em flanges, tampas, vlvulas, selos de vedao, conexo, etc.

D)Embutimento: O embutimento um caracterstico que est intimamente relacionado com a plasticidade e a

ductilidade dos materiais. Tanto a ductilidade como a plasticidade so caracterstico muito importantes em

operaes de conformao mecnica a frio, como estampagem profunda de tiras e chapas metlicas. A

ductilidade de um metal determinada de vrias maneiras. Os valores de estrio e alongamento, sobretudo o

primeiro, obtidos nos ensaios de trao constituem boas indicaes desse caracterstico. Do mesmo modo, o

ensaio de dobramento. Contudo, na conformao de chapas metlicas, a sua plasticidade e ductilidade so

melhor avaliadas se for possvel aplicar-se um ensaio que determine a sua qualidade de conformao que

indica, com mais clareza que outros ensaios, o caracterstico de deformao plstica durante a operao

de conformao profunda a frio. Os ensaios que melhor caracterizam essa qualidade so os ensaios de

embutimento, porque, alm de dar uma ideia mais precisa da capacidade mais precisa da capacidade de

conformabilidade dos matais, permite verificar o seu aspecto superficial aps a estampagem a vrias

profundidades. Os ensaios de embutimento usuais so os de Erichsen e o Olsen. Esses ensaios so muito

semelhantes e consistem em colocar-se uma chapa metlica entre duas superfcie planas e forar um puno

de forma semiesfrica sobre a chapa at que ocorra a sua ruptura.

E)Trao: A aplicao de uma fora num corpo slido promove uma deformao do material na direo do

esforo e o ensaio de trao consiste em submeter um material a um esforo que tende a estic-lo ou alonga-

lo. Geralmente, o ensaio realizado num corpo de prova de formas e dimenses padronizadas, para que os

resultados obtidos possam ser comparadas ou, se necessrio, reproduzidos. Este corpo de prova fixado

numa mquina de ensaio que aplica esforos crescentes na sua direo axial, sendo medidas as deformaes

correspondentes por intermdio de uma aparelho especial (o mais comum o extensmetro). Os esforos ou

cargas so medidos na prpria mquina de ensaio e o corpo de prova levado at a sua ruptura. As

deformaes promovidas no material so uniformemente distribudas em todo o seu corpo, pelo menos at ser

atingida uma carga mxima prxima do final do ensaio e, como possvel fazer com que a carga cresa numa

velocidade razoavelmente lenta durante todo o teste, o ensaio de trao permite medir satisfatoriamente a

resistncia do material.

RESPOSTA CORRETA: D)

27)Para a obteno de mdulo de elasticidade de um material, podem ser adotados os ensaios de

a)dureza e flexo

b)dureza e impacto

c)flexo e impacto

d)flexo e trao

e)impacto e trao

RESOLUO

MDULO DE ELASTICIDADE: a medida da rigidez do material, quanto maior o mdulo, menor ser a

deformao elstica resultante da aplicao de uma tenso e mais rgido ser o metal. E consegue-se o mdulo

de elasticidade no ensaio de flexo e trao.

RESPOSTA CORRETA: D)

30)Durante a anlise de uma superfcie de fratura, para a observao de dimples e marcas de rio, recorre-se

visualizao com auxlio de:

a)estereoscpio

b)fibroscpio

c)lupa

d)microscpio eletrnico de varredura

e)microscpio tico

OBS: dimples: pequena ondulao

RESOLUO

A)Estereoscpio: um instrumento destinado ao exame de pares de fotografia ou imagens vistas de pontos

diferentes resultando numa impresso mental de uma viso tridimensional. Na sua construo so utilizados

espelhos, lentes e prismas. Foi inventado em 1838 pelo fsico Sir. Charles Weatstone.

B)Fibroscpio: um instrumento para a digitalizao e iluminao das cavidades e interiores de mquinas.

Com um fibroscpio possvel de forma rpida e fcil olhar para dentro de vrias mquinas sem desmontar

ou interromper o processo de realizar o controle de qualidade.

C)Lupa: A lupa um instrumento ptico constitudo por uma lente convergente curta distncia focal, que

desvia a luz incidente, de modo a formar uma imagem ampliada de um objeto virtual de trs. A imagem

chamado de virtual, pois os raios parecem vir de uma base realmente parecem passar pelo microscpio.

D)Microscpio eletrnico de varredura: O microscpio eletrnico de varredura(PTBR), ou microscpio

eletrnico de varrimento(PTEURO). MEV um tipo de microscpio eletrnico capas de produzir imagens de

alta resoluo da superfcie de uma amostra. Devido a maneira com que as imagens de MEV tem uma

aparncia tridimensional caracterstica e so teis para avaliar a estrutura superficial.

E)Microscpio tico: um instrumento usado para ampliar e regular, com uma srie de lentes multicoloridas

e ultravioleta capazes do enxergar atravs da luz, estrutura pequenas e grandes impossveis de visualizar a

olha nu. constitudo por uma parte mecnica que suporta e permite controlar e por uma parte ptica que

amplia as imagens.