Questão 1387315

• Banca: CESGRANRIO
• Órgão: Petrobras
• Ano: 2014
• Provas: CESGRANRIO - 2014 - Petrobras - Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Inspeção
• Disciplina: Metalurgia

Um engenheiro precisava de chapas de alumínio comercialmente puro de 2 mm de espessura. O estoque da empresa carregava chapas de 2,5 mm e 4 mm de espessura de alumínio recristalizado. Como a empresa tinha um bom laminador, o engenheiro resolveu laminar a frio uma chapa de cada espessura e, depois, recristalizar as duas chapas laminadas na mesma temperatura e pelo mesmo tempo.
Após o tratamento térmico de recristalização, amostras foram retiradas de cada peça para caracterização metalográfica, e o engenheiro observou que a(s) chapa(s) com espessura inicial de

• A. 2,5 mm apresentava um tamanho médio dos grãos e um limite de escoamento maior que a chapa com espessura inicial de 4 mm.
• B. 2,5 mm apresentava um tamanho médio de grãos maior e um limite de escoamento menor que a chapa com espessura inicial de 4 mm.
• C. 4 mm apresentava um tamanho médio dos grãos e um limite de escoamento maior que a chapa com espessura inicial de 2,5 mm.
• D. 4 mm apresentava um tamanho médio de grãos maior e um limite de escoamento menor que a chapa com espessura inicial de 2,5 mm.
• E. 2,5 e 4 mm apresentavam, ambas, o mesmo tamanho médio dos grãos e o mesmo limite de escoamento médio.

Gabarito: B

Comentários

• Correta é a B. A chapa de 4mm encruou mais do que a de 2,5mm; então ficou com maior resistencia mecanica. Como estão sendo recristalizadas na mesma temperatura e tempo, a de 2,5mm recupera e recristaliza primeiro, então seus grãos começam a crescer primeiro.

• 4mm sofreu maior deformação até atingir a espessura de 2mm, logo sofreu um maior encruamento e tornou-se mais duro.

  2,5mm sofreu uma deformação menor até atingir a espessura de 2mm, logo ficou menos duro do que a outra chapa, por sofrer menor encruamento.

  Ao serem colocados em mesma temperatura de recristalização pelo mesmo tempo, o material com menor encruamento (chapa de 2,5mm) precisa de um tempo menor para recristalizar completamente e como fica exposto àquela temperatura após recristalização total, incia-se o aumento dos grãos. O material com maior quantidade de encruamento precisa de mais tempo para recristalizar completamente e consequentemente acaba mantendo grãos menores e consequentemente é mais duro.

• Podemos analisar esta questão também, pelo uso da Equação de Hall-Petch, que relaciona a Dureza e Tensão de Escoamento com o tamanho médio do grão.

  A chapa de 4mm encruou mais do que a de 2,5mm; então ficou com maior dureza - como já dito. 

  Então, sabemos que Dur(4mm) > Dur(2,5mm);  (i)

  A equação de Hall Petch, nos diz que:

  => Dur ~ 1\d, onde d é o diametro médio do grão. [~ significa proporcional];

  De (i) temos que d(2,5mm) > d(4mm), ou seja, o grão da chapa de 2,5mm tem um tamanho médio maior.

  Da mesma maneira, a equação de Hall Petch relaciona a Tensão de Escoamento(TEsc) com o tamanho médio do grão:

  => TEsc ~ 1\d.

  Como d(2,5mm) > d(4mm), isso implica que TEsc(2,5mm) < TEsc(4mm);

   

• Eu acertei com esse raciocínio:

  Chapa de 4 mm para atingir 2 mm sofreu mais trabalho a frio (quando comparada a chapa de 2,5 mm) , sendo que no processo de laminação teve seus grãos mais "comprimidos", reduzindo ainda mais o tamanho dos grão, como os grãos são menores a tensão escoamento deve ser maior

  Temos como resposta correta a letra B:

  2,5 mm apresentava um tamanho médio de grãos maior e um limite de escoamento menor que a chapa com espessura inicial de 4 mm.

• Ambas as chapas deveriam ser reduzidas à espessura de 2 mm logo a chapa de 4 mm sofreu a maior redução e, portanto, o maior encruamento.

  Visto que as chapas foram tratadas com a mesma temperatura e pelo mesmo tempo, a chapa original de 2,5 mm conseguiu liberar mais energia contida na estrutura encuada que a chapa original de 4 mm. Portanto, a chapa de 2,5 possuia um tamanho de grão maior e menor limite de escoamento que a chapa de 4mm.

• Quanto maior a deformação prévia, menor será o tamanho de grão resultante (pois será maior o número de núcleos a partir dos quais crescerão os novos grãos).