lista de exercicio transformacao isotermica ttt e trc

FUNDAÇÃO EDSON QUEIROZ

UNIVERSIDADE DE FORTALEZA

Centro de Ciências Tecnológicas - CCT

Curso de Engenharia Mecânica

Materiais de Construção Mecânica II

LISTA DE EXERCÍCIOS

Diagrama TTT e TRC

1ª. Questão Citar sucintamente as diferenças entre a perlita, a bainita e a cementita globulizada em

relação às suas microestruturas e propriedades mecânicas.

2ª. Questão Qual é a força motriz para a formação da cementita globulizada?

3ª. Questão Supor que um aço com composição eutetóide seja resfriado desde 760°C (1400°F) até a

temperatura de 550°C (1020°F) em menos de o,5s, e que então ele seja mantido nessa temperatura.

a) Quanto tempo de 550°C será necessário para que a reação de transformação da austenita em perlita

atinja 50% da sua transformação? E para atingir 100% da conclusão.

b) Estime a dureza da liga que se transformou completamente em perlita.

4ª. Questão Fazer uma cópia do diagrama de transformação isotérmica para uma liga ferro-carbono com

composição eutetóide (figura 11.23) e então esboçar e identificar nesse diagrama as trajetórias tempo-

temperatura utilizadas para produzir as seguintes microestruturas:

a) 100% perlita grosseira

b) 40% martensita e 50% austenita

c) 50% perlita grosseira, 25% bainita e 25% martensita.

5ª. Questão Usando o diagrama de transformação isotérmica para uma liga de aço contendo 1,13%pC

(figura 10.39), determinar a microestrutura final (em termos somente dos microconstituintes presentes)

de uma pequena amostra que foi submetida aos seguintes tratamentos tempo-temperatura. Para cada

caso, considerar que a amostra se encontra inicialmente a uma temperatura de 920°C (1690°F) e que ela

foi mantida nessa temperatura durante tempo suficiente para que fosse atingida uma estrutura austenítica

completa e homogênea.

(a) Resfriamento rápido até 250°C (480°F), manutenção nessa temperatura durante 103 s, e então

resfriamento rápido (têmpera) até a temperatura ambiente.

(b) Resfriamento rápido até 775°C (1430°F), manutenção nessa temperatura durante 500 s, e então


(c) Resfriamento rápido até 400°C (750°F), manutenção nessa temperatura durante 500 s, e então


(d) Resfriamento rápido até 700°C (1290°F), manutenção nessa temperatura durante 105 s, e então


(e) Resfriamento rápido até 650°C (1200°F), manutenção nessa temperatura durante 25 s, e então


(f) Resfriamento rápido até 350°C (660°F), manutenção nessa temperatura durante 300 s, e então


(g) Resfriamento rápido até 675°C (1250°F), manutenção nessa temperatura durante 7 s, e então


(h) Resfriamento rápido até 600°C (1110°F), manutenção nessa temperatura durante 7 s, resfriamento

rápido até 450°C (840°F), manutenção nessa temperatura durante 4 s, e então resfriamento rápido

(têmpera) até a temperatura ambiente.

6ª. Questão Para as partes (a), (c), (d), (f) e (h) da 5ª.Questão, determinar as porcentagens aproximadas

dos microconstituintes que foram formados.

Prova Petrobrás (UNB-CESPE, aplicado 28/2/2004)

7ª. Questão Em cada um dos itens a seguir, é feita uma consideração acerca de metalurgia física, seguida

de assertiva a ser julgada

54. Os cristais de ferro gama (Fe ) são do tipo CFC e apresentam fator de empacotamento

atômico (FEA=0,74) superior em relação aos de ferro alfa (Fe ), que são cúbicos de corpo

centrado (CCC, FEA=0,68). Nesse caso, no diagrama de fases ferro-carbono (Fe-C) a

solubilidade do carbono na ferrita (Fe + C) é bem maior que na austenita (Fe + C), já que na

solução sólida intersticial ferrita há mais espaços vazios para alojar os átomos de carbono.

60. No diagrama ferro-carbono (Fe-C) há vários pontos importantes, um deles corresponde à

microestrutura conhecida como perlita, a qual possui em sua composição cerca de 0,8%C, em

peso. Nesse caso, o ponto associado à perlita também coincide com o ponto eutetóide do

diagrama Fe-C.

64. No diagrama ferro-carbono (Fe-C), há uma região correspondente à solução sólida intersticial

de C no ferro delta (Fe ). Com relação a esta região, a fase constituída por Fe e C tem

relevância tecnológica por ser de importância na caracterização microestrutural dos aços-

carbonos.

Prova Petrobrás (UNB-CESPE, aplicado 30/9/2001)

8ª. Questão As fases presentes nas ligas ferro-carbono resfriadas muito lentamente, nas várias

temperaturas e teores de carbono de até 6,67% são representadas por meio de um diagrama de fases Fe-

Fe3C. Com relação às fases normalmente mostradas nesse diagrama, julgue as definições contidas nos

itens abaixo.

1. Ferrita: solução sólida intersticial de carbono em ferro CCC, com solubilidade máxima de

carbono ocorrendo a 723°C.

2. Austenita: solução sólida intersticial de carbono em ferro CFC, com solubilidade máxima de

carbono 723°C igual a 0,8%C.

3. Cementita (Fe3C): composto intermetálico, com aproximadamente 93,33% de ferro e

6,67%C, de maior dureza e fragilidade.

4. Ferrita: solução sólida intersticial de carbono em ferro CFC, com solubilidade máxima de

carbono de 0,09% a 1,465°C.

5. Perlita: agregado mecânico de ferrita mais cementita, com cerca de 88% de ferrita e 12% de

Fe3C.

Prova Petrobrás (CESGRANRIO 2012)

9ª. Questão O diagrama Fe-C metaestável é constituído das seguintes fases na região de importância

tecnológica: líquido, austenita, ferrita alfa, ferrita delta e cementita. Essas fases sofrem diversas

transformações em função da temperatura, sabendo-se que, durante o

(A) resfriamento, o líquido eutético se transforma em ferrita e perlita.

(B) resfriamento, o líquido eutético se transforma em ferrita e austenita.

(C) resfriamento, a austenita eutetóide se transforma em ferrita e cementita.

(D) aquecimento, a ferrita e a austenita se transformam em líquido eutético.

(E) aquecimento, a ferrita peritetóide se transforma em austenita e líquido.

10ª. Questão Um aço hipereutetóide é aquecido na região da fase austenita e resfriado ao ar. Que

microestrutura será observada no microscópio óptico após preparação metalográfica?

(A) cementita pró-eutetóide e perlita.

(B) cementita e perlita pró-eutetóide.

(C) austenita e cementita.

(D) ferrita e perlita pró-eutetóide.

(E) ferrita pró-eutetóide e perlita.

11ª. Questão As curvas TTT de um aço descrevem a decomposição da austenita em diversas

microestruturas quando um aço é resfriado rapidamente da região austenita para a temperatura em que

será mantido por um tempo prefixado (tratamento isotérmico). Elas indicam a quantidade de uma

determinada fase formada pela decomposição da austenita. Essas curvas normalmente apresentam a

forma da letra C como resultado das interações termodinâmicas e cinéticas.

A forma da curva C de uma curva TTT ocorre porque, em temperaturas muito baixas, a força motriz

para a transformação é muito

(A) elevada, e a difusão do carbono é muito elevada

(B) elevada, mas a difusão do carbono é muito baixa

(C) baixa, e a difusão do carbono é muito elevada.

(D) baixa, mas a difusão do carbono é muito elevada.

(E) baixa, e a difusão do carbono é muito baixa.

12ª. Questão Considere as afirmativas abaixo sobre a transformação martensítica em aço.

I – a transformação martensítica é uma transformação anisotérmica que ocorre abaixo de uma

temperatura crítica.

II – Durante a transformação martensítica, a concentração de carbono da ferrita não muda.

III – Durante a transformação martensítica, a concentração de carbono da austenita não muda.

IV – A transformação martensítica ocorre sem difusão de longo alcance.

Está correto APENAS o que se afirma em

(A) I e II

(B) II e III

(C) III e IV

(D) I, II e IV

(E) I, III e IV

13ª. Questão Uma determinada liga metálica foi submetida a tratamento térmico de recristalização, após

trabalho a frio. A figura abaixo apresenta uma correspondência entre a microestrutura e a variação da

resistência à tração e da ductilidade dessa liga metálica (determinadas à temperatura ambiente), em

função da temperatura de tratamento térmico a que a liga metálica foi submetida.

Qual a opção verdadeira?

A) A curva A corresponde à ductilidade e a curva B corresponde à resistência à tração e a relação com

a microestrutura está coerente.

B) Não é possível fazer essa correspondência entre a microestrutura e a variação resistência à tração e

da ductilidade de uma liga metálica em função do tratamento térmico de recristalização.

C) A curva A corresponde à resistência à tração e a curva B corresponde à ductilidade da liga metálica

e a relação com a microestrutura está coerente.

D) A curva A corresponde à resistência à tração e a curva B corresponde à ductilidade da liga metálica,

mas a relação com a microestrutura não está coerente.

E) A curva A corresponde à ductilidade e a curva B corresponde à resistência à tração, mas a relação

com a microestrutura não está coerente.

14ª. Questão A transformação de fase martensítica

(A) ocorre, apenas, nos aços, sendo atérmica e adifusional.

(B) endurece igualmente qualquer tipo de aço.

(C) difunde o carbono no aço, endurecendo-o.

(D) forma uma fase do equilíbrio, dura, no diagrama de equilíbrio de fases Ferro-Carbono.

(E) não é exclusiva dos aços, sendo atérmica e adifusional.

15ª. Questão Fazer uma cópia do diagrama de transformação isotérmica para uma liga ferro-carbono

com composição eutetóide (figura 11.22) e então esboçar e identificar nesse diagrama as trajetórias

tempo-temperatura utilizadas para produzir as seguintes microestruturas:

(a) 100% perlita grosseira

(b) 50% martensita e 50% austenita

(c) 50% perlita grosseira, 25% bainita e 25% martensita.

16ª. Questão Usando o diagrama de transformação isotérmica para uma liga ferro-carbono com

composição eutetóide (figura 11.22), especificar a natureza da microestrutura final (em termos somente

dos microconstituintes presentes) para uma pequena amostra que foi submetida aos seguintes

tratamentos tempo-temperatura. Para cada caso, considerar que a amostra se encontra inicialmente a uma

temperatura de 760°C (1400°F) e que ela foi mantida nessa temperatura durante tempo suficiente para

que fosse atingida uma estrutura austenítica completa e homogênea.

(a) Resfriamento rápido até 700°C (1290°F), manutenção nessa temperatura durante 104 s, e então


(b) Reaquecimento da amostra na parte (a) até 700°C (1290°F) e manutenção nessa temperatura durante

20h.

(c) Resfriamento rápido até 600°C (1110°F), manutenção nessa temperatura durante 4 s, resfriamento

rápido até 450°C (840°F), manutenção nessa temperatura durantes 10s, e então resfriamento rápido


(d) Resfriamento rápido até 400°C (750°F), manutenção nessa temperatura durante 2 s, e então


(e) Resfriamento rápido até 400°C (750°F), manutenção nessa temperatura durante 20 s, e então


(f) Resfriamento rápido até 400°C (750°F), manutenção nessa temperatura durante 200 s, e então


(g) Resfriamento rápido até 575°C (1065°F), manutenção nessa temperatura durante 20 s, resfriamento

rápido até 350°C (660°F), manutenção nessa temperatura durante 100 s, e então resfriamento rápido


(h) Resfriamento rápido até 250°C (480°F), manutenção nessa temperatura durante 100 s, e então

resfriamento rápido (têmpera) em água até a temperatura ambiente. Reaquecimento até 315°C (600°F)

e manutenção nessa temperatura durante 1 h, seguido pelo resfriamento lento até a temperatura ambiente.

17ª. Questão Citar os produtos estruturais de amostras de ligas ferro-carbono com composição eutetóide

(0,76%pC) que são, em primeiro lugar, completamente transformadas em austenita e então resfriadas

até a temperatura ambiente, de acordo com as seguintes taxas de resfriamento: (a) 200°C/s, (b) 100°C/s,

e (c)20°C/s

18ª. Questão A figura 10.40 mostra o diagrama de transformação por resfriamento contínuo para uma

liga ferro-carbono contendo 0,35%pC. Fazer uma cópia dessa figura e então esboçar e identificar as

curvas de resfriamento contínuo utilizadas para produzir as seguintes microestruturas:

(a) Perlita fina e ferrita proeutetóide

(b) Martensita

(c) Martensita e ferrita proeutetóide

(d) Perlita grosseira e ferrita proeutetóide

(e) Martensita, perlita fina e ferrita proeutetóide

19ª. Questão Citar duas diferenças importantes entre os diagramas de transformação por resfriamento

contínuo para os aços simples carbono e os aços-liga.

20ª. Questão Explicar suscintamente por que não exite uma região de transformação da bainita no

diagrama de transformação por resfriamento contínuo para uma liga ferro-carbono com composição

eutetóide

21ª. Questão Citar os produtos microestruturais de amostras de aço-liga 4340 que são em primeiro lugar

completamente transformadas em austenita, e então resfriadas até a temperatura ambiente de acordo com

as seguintes taxas de resfriamento: (a) 10°C/s, (b) 1°C/s, (c) 0,1°C/s, e (d) 0,01°C/s

22ª. Questão

A curva CCT é empregada para escolher a taxa de resfriamento apropriada para causar a formação de

uma microestrutura específica de um aço. Um aço SAE 1541 precisa ser resfriado numa velocidade

apropriada para formar uma microestrutura que consiste em 45% de ferrita pró-eutetoide, 15% ferrita

bainítica e o restante perlita. O diagrama CCT desse aço está apresentado acima, juntamente com várias

curvas de resfriamento que podem ser obtidas facilmente numa oficina de tratamento térmico.

Que curva deverá gerar a microestrutura mais próxima do aço proposto?

(A) 1000 °C/min

(B) 500 °C/min

(C) 300 °C/min

(D) 140 °C/min

(E) 28 °C/min

23ª. Questão A figura abaixo apresenta simplificadamente o diagrama de transformação por

resfriamento contínuo para um aço carbono comum com 0,76% C. Nesse diagrama, estão indicadas, em

tracejado, duas curvas de resfriamento contínuo, as curvas I e II. A curva I corresponde a uma taxa de

resfriamento de 140°C/s, e a curva II corresponde a uma taxa de resfriamento de 35°C/s.

Considere duas pequenas amostras de material, cada uma dessas submetida a um tratamento térmico

distinto. A microestrutura final de cada pequena amostra de material será composta exclusivamente por

martensita para taxas de resfriamento maiores que a da curva

(A) I e composta exclusivamente por perlita para taxas de resfriamento menores que a da curva I.

(B) I e composta exclusivamente por perlita para taxas de resfriamento menores que a da curva II.

(C) I e composta exclusivamente por bainita para taxas de resfriamento menores que a da curva II.

(D) II e composta exclusivamente por perlita para taxas de resfriamento menores que a da curva II.

(E) II e composta exclusivamente por bainita para taxas de resfriamento menores que a da curva II.

24ª. Questão Suponha que, acidentalmente, você apagou a identificação de 3 amostras de aço-carbono,

SAE1030, SAE1045 e SAE1080. Para separá-los, você irá utilizar seus conhecimentos de metalurgia,

por meio da análise metalográfica, do tratamento térmico e utilizando o diagrama de fases Fe-Fe3C

fornecido. Após realizar tratamento térmico de austenitização a uma mesma temperatura e mesmo

período de tempo em todas as amostras e deixá-las resfriando lentamente no forno, foram obtidas as

seguintes microestruturas.

A I - aço 1080, II - aço 1030 e III - aço 1045.

B I - aço 1030, II - aço 1080 e III - aço 1045.

C I - aço 1045, II - aço 1030 e III - aço 1080.

D I - aço 1030, II - aço 1045 e III - aço 1080.

E I - aço 1080, II - aço 1045 e III - aço 1030.

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