Elaboração_e_ligas_ferrosas

Question 1

O 1º passo na elaboração do Alumínio a partir da bauxite consiste na obtenção de alumina bastante pura,
tipicamente 99.6 %p– 99.9 %p, pelo processo Bayer. A necessidade de obter uma alumina pura deve-se a:

Answer 1

A bauxite conter elevadas % de Fe

Ser muito dispendioso purificar o alumínio no estado metálico

À necessidade de reduzir o impacto ambientar da elaboração do alumínio

À cristalização do alumínio a partir de soluções alcalinas produzir alumina de elevada pureza

Question 2

A célula Hall-Heroult de electro-fusão redutora da alumina usa electrólitos com elevados teores de criolite. A
utilização de um electrólito com elevado teor de criolite deve-se à necessidade de:

Answer 2

obter um electrólito líquido à temperatura de fusão do alumínio

obter um electrólito líquido mais denso que o alumínio líquido

obter um electrólito líquido capaz de dissolver a alumina e menos denso que o alumínio líquido XX

obter um electrólito líquido com baixa resistividade eléctrica

Question 3

A célula Hall-Heroult de electro-fusão redutora da alumina funciona a 1000 °C, muito acima da temperatura de
fusão do alumínio puro (≈ 660 °C). Tal deve-se à necessidade de:

Answer 3

obter um electrólito líquido de baixa viscosidade

a temperatura liquidus dos electrólitos com elevados teores de criolite utilizados ser próxima de 1000 °C XX

só a essa temperatura é que o alumínio é menos denso que o electrólito

só a essa temperatura é que o electrólito é condutor eléctrico.

Question 4

O processo três camadas para a purificação do alumínio baseia-se em (indique as afirmações que são verdadeiras)?

Answer 4

No desenvolvimento de electrólitos com densidades intermédias entre o alumínio impuro e o alumínio puro VV

Em sistemas complexos dependentes da electronegatividade do alumínio

Em sistemas de separação selectiva baseados na densidade e na solubilidade O modo como a adição desse elemento
afecta o coeficiente de difusão do carbono

Question 5

No processo Kroll de elaboração do titânio obtém-se:

Answer 5

Lingotes de titânio obtidos por redução com Mg de pó de rútilo

Lingotes de titânio obtidos por redução com Mg de tetracloreto de Titânio

Esponja de titânio obtida por redução com Mg de tetracloreto de Titânio

Esponja de titânio obtida por redução com Na de tetracloreto de Titânio

Question 6

Os lingotes de titânio e suas ligas podem ser obtidos pelo processo VAR a partir de esponja de titânio, sucatas e
ligas-mãe. A necessidade de usar vácuo neste processo resulta de:

Answer 6

O titânio poder dissolver grandes quantidades de O e N que no estado sólido o fragilizam

O titânio formar óxidos facilmente

O titânio poder dissolver grandes quantidades de O e N no estado líquido que, após solidificação, provocam
porosidade no estado sólido

Não é necessário usar vácuo podendo usar-se uma atmosfera de N2

Question 7

A solubilidade máxima do carbono na austenite (8,8 % at.) é muito superior à solubilidade máxima do carbono na
ferrite (0.095 % at.) porque:

Answer 7

A temperatura à qual tal se verifica na austenite (1150 °C) é muito superior à qual tal se verifica na ferrite (723 °C)

A estrutura cfc da austenite é mais compacta que a estrutura ccc da ferrite

A interstícios octaédricos da estrutura cfc da austenite são maiores que os interstícios da estrutura ccc da ferrite XX

A interstícios tetraédricos da estrutura cfc da austenite são maiores que os interstícios tetraédricos da estrutura ccc
da ferrite

Question 8

Nos aços, ao considerar os principais efeitos dos elementos de liga do ponto de vista do equilíbrio, que aspectos
deve considerar (indique as afirmações que são verdadeiras):

Answer 8

O modo como a adição desse elemento afecta o coeficiente de difusão do carbono

O modo como a adição desse elemento afecta a estabilidade das diferentes fases do ferro VV

O modo como a adição desse elemento afecta a estabilidade das diferentes fases carboneto VV

A tendência que esse elemento tem para formar óxidos

Question 9

Nos aços, a adição de um elemento alfagéneo X na composição pode induzir:

Answer 9

A redução da temperatura da transformação alotrópica − do ferro puro

A redução da temperatura da transformação alotrópica − do ferro puro

A formação da ilha gama no diagrama binário Fe-X XX

A redução da temperatura eutéctoide no diagrama ternário Fe-C-X

Question 10

Os elementos adicionados para produzir aços austeníticos monofásicos são sobretudo:

Answer 10

Ni, Mn e C

Ni e Mn

Ni, Mn, C e Mo

Ni, Mn e Mo

Question 11

A figura ilustra o efeito da adição de Titânio na extensão do domínio
austenítico e corresponde:

Answer 11

À projecção, sobre o lado Fe-C do diagrama ternário Fe-Ti-C, de cortes da ilha gama, paralelos ao lado Fe-C do mesmo diagrama ternário XX

A uma representação simplificada do diagrama ternário Fe-Ti-C

A projecções isotérmicas da ilha  do diagrama ternário Fe-Ti-C

À projecção, sobre o lado Fe-Ti do diagrama ternário Fe-Ti-C, de cortes verticais da ilha  do diagrama ternário Fe-Ti-C

Question 12

Considere a figura. À temperatura de 1100 °C, qual a quantidade
mínima (% at.) de Nióbio que é necessário adicionar para produzir
uma dispersão estável do seu carboneto:

Answer 12

0.005
0.1
0.7
0.04

Question 13

Nos aços, a precipitação de dispersões finas de Carbonetos e Nitretos a alta temperatura durante o processo de
deformação a quente é:

Answer 13

Prejudicial porque inibe a recristalização dinâmica

Prejudicial porque a localização de precipitados nos limites de grão induz fenómenos de fragilização

Benéfica porque permite desenvolver estruturas de alto desempenho através de tratamentos termomecânicos XX

Benéfica porque permite desenvolver estruturas homogéneas

Question 14

Nos aços, os elementos de liga substitucionais que não sofrem partição durante a transformação gama → alfa

Answer 14

Não afectam a cinética dessa transformação de fase

Reduzem a cinética dessa transformação, porque a sua difusão é lenta

Reduzem a cinética dessa transformação, porque reduzem a difusividade do carbono
~
Não afectam a cinética dessa transformação porque na transformação gama→ alfa também não ocorre difusão do carbono

Question 15

Os aços ULC (Ultra Low Carbon) também podem ser designados por aços IF (Interstitial Free). A motivação para o
desenvolvimento destes aços é a obtenção de materiais com:

Answer 15

Muito boa soldabilidade
Resistência à corrosão melhorada
Óptima aptidão à estampagem profunda
Elevada resistência mecânica

Question 16

Como classificaria um aço contendo 0.005 B % p de acordo com a norma DIN EN 10020 (07.00)

Answer 16

Outro aço ligado
Aço carbono não ligado
Aço Rápido
Aço não ligado

Question 17

Os teores máximos (% p) de enxofre e fósforo de um aço não ligado são geralmente inferiores a:

Answer 17

0.1
0.04
0.005
0.08

Question 18

O desenvolvimento de novos aços para a indústria automóvel tem sido particularmente notável. Indique o que
significa o acrónimo TRIP e indique uma das suas aplicações principais (no automóvel).

Answer 18

Transformed Induced Plasticity
Elementos estruturais do habitáculo

Question 19

O desenvolvimento de novos aços para a indústria automóvel tem sido particularmente notável. Indique o que
significa o acrónimo BH e indique uma das suas aplicações principais (no automóvel).

Answer 19

Bake Hardened; painéis pintados

Question 20

O desenvolvimento de novos aços para a indústria automóvel tem sido particularmente notável. Indique o que
significa o acrónimo PHS e indique uma das suas aplicações principais (no automóvel).

Answer 20

boron-based Press Hardened Steels (PHS); elementos estruturais do habitáculo

Question 21

No desenvolvimento de aços microligados de alto desempenho para tubos sem costura o processo HOP (Heattreatment online processing) é utilizado para:

Answer 21

Provocar a precipitação de cementite na austenite

Permitir a transformação da austenite residual (não-transformada)

Induzir a estabilização da austenite por enriquecimento, por difusão, com carbono

Induzir a formação de martensite

Question 22

A definição de fórmulas que permitam a determinação do carbono equivalente dos aços microligados para tubos
sem costura usados na construção de gasodutos e oleodutos é importante porque permite:

Answer 22

Determinar a % de ferrite existente nesses aços após soldadura

Determinar a % de austenite existente nesses aços após soldadura

Indexar a soldabilidade desses aços

Indexar a classe de resistência desses aços

Question 23

Os aços inoxidáveis austeníticos podem apresentar na sua microestrutura, após processos de soldadura ou
fundição, quantidades variáveis de ferrite que podem ser previstos através de diagrama de tipo Schaeffter. Este
facto verifica-se porque:

Answer 23

A austenite presente ter, nestes aços, uma natureza metaestável

Apesar da solidificação primária ser no domínio austenítico, ocorre segregação

A solidificação primária ocorre no domínio ferrítico e, devido à segregação na solidificação, estas zonas são
estabilizadas

Geralmente não se verifica a presença de ferrite na microestrutura dos aços inoxidáveis austeníticos após processos de soldadura ou fundição

Question 24

Os aços inoxidáveis austeníticos são em regra fornecidos na condição:

Answer 24

Recozidos a alta temperatura e temperados XX

Recozidos a alta temperatura e arrefecidos lentamente no forno

Deformados tal qual, sem tratamento térmico

Temperados e revenidos

Question 25

Os aços inoxidáveis austeníticos são em regra fornecidos na condição:

Answer 25

Recozidos a alta temperatura e temperados XX

Recozidos a alta temperatura e arrefecidos lentamente no forno

Deformados tal qual, sem tratamento térmico

Temperados e revenidos

Question 26

O desenvolvimento de aços inoxidáveis austeníticos XXXL (baixo teor de carbono) tem por objectivo:

Answer 26

Aumentar a resistência ao fenómeno de sensibilização provocada por exposição a alta temperatura

Aumentar a resistência à formação de martensite por deformação a baixa temperatura

Aumentar ductilidade e a aptidão à estampagem profunda

Permitir a formação de carbonetos ligados do tipo TaC, TiC, NbC estáveis a alta temperatura

Question 27

Os aços inoxidáveis ferríticos apresentam temperatura de transição dúctil frágil, DBTT. Essa temperatura aumenta
com (indique as afirmações que são verdadeiras):

Answer 27

Com o aumento dos teores de Ti e Nb

O aumento da espessura das peças a considerar VV

Com o aumento dos teores de Carbono e Azoto VV

Com o processo de têmpera

Question 28

Alguns aços inoxidáveis martensíticos podem apresentar durezas após tratamento térmico na ordem dos 60 HRC.
Contudo a sua resistência à corrosão é relativamente baixa porque:

Answer 28

A fase martensítica é intrinsecamente menos resistente à corrosão porque é metaestável

Porque o aumento do teor de crómio está limitado pela necessidade de manter a fase austenítica estável a alta
temperatura XX

Porque o aumento do teor de crómio origina a formação de fases que fragilizam o aço

Porque se formam carbonetos de crómio no revenido

Question 29

Os aços inoxidáveis duplex caracterizam-se por:

Answer 29

Ter uma microestrutura 50 % ferrite + 50 % austenite

Ter uma microestrutura 50 % ferrite + 50 % martensite

Ter uma microestrutura 50 % austenite + 50 % martensite

Serem muito resistentes à corrosão por picadas

Question 30

As características físicas (tamanho, área superficial, forma, densidade aparente) das matérias-primas usadas na
elaboração de metais são importantes porque (indique as afirmações que são verdadeiras e as que são falsas):

Answer 30

A afirmação é falsa porque todos as matérias-primas vão ser fundidas F

Muitas reacções são reacções sólido-gás e elevadas áreas superficiais aumentam a cinética das reacções V

Pós muito finos podem ser prejudiciais porque podem ser arrastados pelas correntes gasosas V

A forma e distribuição granulométrica das matérias-primas condicionam o seu empacotamento e, portanto, a permeação pelos gases V

Question 31

Em equilíbrio, a pressão parcial de vapor de um elemento metálico, no estado sólido ou líquido, a uma dada
temperatura, indica

Answer 31

a pressão a que ocorrerá ebulição do metal a essa temperatura X

a pressão de equilíbrio a essa temperatura

a pressão abaixo da qual não ocorre evaporação do metal

a tendência para se libertarem gases da superfície do metal

Question 32

gases e elaboração de metais (indique as afirmações que são verdadeiras e as que são falsas):

Answer 32

os gases como o oxigénio não representam problema na elaboração dos metais porque são facilmente
escorificados dado formarem óxidos com o metal F

para cada metal é desenvolvida tecnologia específica para eliminar os gases cuja solubilidade, à temperatura de
fusão, é superior no estado líquido à do estado sólido V

não é necessário remover os gases cuja solubilidade, à temperatura de fusão, é inferior no estado líquido à do
estado sólido porque não há formação de porosidade F

pode reduzir-se a quantidade de gases em solução num líquido tratando esse líquido em autoclave F

Question 33

ual a importância do valor relativo (roM/roP) das densidades dos metais (roM) e dos respectivos óxidos ou outros
produtos de reacção (roP) em termos de elaboração de metais via estado líquido (indique as afirmações que são
verdadeiras e as que são falsas)?

Answer 33

Esse valor não é importante porque o importante é impedir a oxidação. F
Esse valor é importante porque valores próximos de 1 impedem a separação gravítica entre o metal e os óxidos e
outros produtos formados. V
Esse valor não é importante porque a circulação do metal a altas temperaturas impede a separação sendo
necessário utilizar sistemas de filtragem. F
Esse valor é importante porque valores próximos de 3, por exemplo, permitem a separação gravítica entre o metal
e os óxidos e outros produtos formados. V

Question 34

Considere o diagrama de Ellingham para a oxidação (indique as afirmações que são verdadeiras):

Answer 34

À temperatura de 1500°C, sistemas com um ratio PCO/PCO2 = 103
, permitem a obtenção de Cr, Co e Sn por redução
do respectivo óxido. V
À temperatura de 1500°C, sistemas com um ratio PCO/PCO2 = 103
, permitem a obtenção de Cr, Nb e Mn por redução
do respectivo óxido. F
À temperatura de 1500°C, sistemas com uma PO2=10
-2 permitem a obtenção de Pd, Hg e Cu por redução do
respectivo óxido. F
À temperatura de 1500°C, sistemas com um ratio PH2/PH2O = 103
, permitem a redução selectiva de Nb e Cr em
misturas de óxidos de Nb, Cr, Ti e V. V

Question 35

Em vários sistemas de elaboração dos metais a partir dos seus minérios ou derivados forma-se uma escória
líquida sobre o metal líquido. Esta escória

Answer 35

É indesejável porque pode contaminar o metal com inclusões
Faz parte integrante do processo de elaboração permitindo a troca de espécies químicas entre o metal e a escória
X
Tendo muitas vezes um caracter ácido provoca a corrosão dos sistemas refractários de contensão do sistema
líquido
Deve ser sólida para permitir uma flutuação mais fácil

Question 36

A segregação inversa é um fenómeno penalizador na solidificação de bilhetes e ocorre sobretudo na solidificação
de ligas em que:

Answer 36

A frente de solidificação é essencialmente plana
A solidificação é dendrítica e a contracção volúmica na solidificação é elevada X
A solidificação é rápida e ocorre zonamento
A segregação inversa é muito limitada na solidificação de bilhetes só se verificando na solidificação rápida por
atomização

Question 37

O aumento do rendimento em metal na produção de produtos acabados de aço, verificado nas últimas décadas
do século XX, deveu-se sobretudo a:

Answer 37

Aumento do rendimento da mão de obra
Substituição do vazamento em lingotes pelo vazamento contínuo X
Redução do consumo de coque por tonelada de aço produzida
Utilização de tecnologias mais avançadas

Question 38

Os desenvolvimentos tecnológicos na produção de chapa a frio de aço, a partir de minério de ferro, visam
(indique as afirmações que são verdadeiras):

Answer 38

Minimizar o nº de etapas entre o vazamento e a obtenção do produto final V
Reduzir o minério de ferro por via directa sem recurso a combustíveis fósseis V
Produzir produtos intermédios sólidos de maiores dimensões F
Utilizar minérios de maior pureza F

Question 39

A escória de alto forno tem uma composição típica (wt.%) de SiO2 (40%); CaO (50%) e Al2O3 (10%). Seria possível
utilizar uma escória com 55% de CaO contendo a mesma % de Al2O3?

Answer 39

Sim, porque uma pequena variação da composição não altera significativamente os equilíbrios químicos entre a
escória e a gusa.
Não é possível variar a composição da escória porque ela resulta da composição do minério utilizado no processo
Não, porque para essa composição a temperatura liquidus é superior à existente na zona de decantação líquida X
Não, porque para essa composição a temperatura a basicidade da escória não permitiria a dissolução do enxofre

Question 40

A separação, para a escória, da maior quantidade do enxofre existente na gusa de alto forno é realizada quando
o metal líquido tem a composição de gusa e não a composição de aço porque:

Answer 40

Os agentes reactivos (Mg, Ca, Na) se dissolvem melhor na gusa do que no aço
Quanto mais elevado for o teor de carbono do metal líquido menor é a solubilidade do oxigénio no metal líquido X
A frase está errada. A maior quantidade do enxofre existente no metal líquido é removida quando este tem a
composição de um aço
Quanto mais elevada for a temperatura do metal líquido menor é a solubilidade do oxigénio

Question 41

A importância da redução dos teores de enxofre nos aços é devida ao facto de o enxofre:

Answer 41

Ter um caracter ácido promotor da corrosão micro-galvânica do aço
Promover a formação do intermetálico FeS que forma um eutéctico de baixo ponto de fusão com a austenite
Promover a formação do intermetálico FeS que forma um eutéctico de baixo ponto de fusão com a austenite, o
qual molha a austenite (teta – ângulo de contacto- próximo de zero) X
Promover a formação do intermetálico FeS que é frágil

Question 42

Na conversão da gusa no convertidor BOF a subida contínua da temperatura é devida à:

Answer 42

oxidação do silício
oxidação do carbono X
oxidação do manganês
sopragem de oxigénio a alta temperatura

Question 43

Qual a principal função da diluição do oxigénio com árgon no convertidor AOD?

Answer 43

Permitir a desoxigenação do aço sem provocar a oxidação do Crómio na produção de aços inoxidáveis
austeníticos com baixas concentrações de carbono

Question 44

Identifique três funções essenciais do forno panela

Answer 44

Controlo da temperatura; controlo do oxigénio dissolvido (desoxigenação); controlo das inclusões

Question 45

O processo de refinação electro-escória permite:

Answer 45

A obtenção de lingotes de grande dimensão com muito baixo teores de inclusões e baixa segregação X
A obtenção de lingotes de média dimensão com grande precisão dimensional
A obtenção de lingotes de grande dimensão com muito baixo teores de inclusões, mas elevada segregação
A obtenção de lingotes para forjamento em matriz aberta