(QUESTÃO 04) A tabela abaixo apresenta o limite de escoamento (LE) e temperatura de fusão (TF) de três materiais ( \mathrm{X}, \mathrm{Y} e Z) selecionados para a fabricação de um vaso de pressão. Quando da operação do equipamento, os materiais serão submetidos a idêntica tensão ( 250 MPa ) e à temperatura ( 400^{\circ} \mathrm{C} ) de operação. (valor 0,5 pontos)
Material \mathrm{LE}(\mathrm{MPa}) \mathrm{TF}\left({ }^{\circ} \mathrm{C}\right)
X 350 500
Y 420 600
Z 670 1000
A respeito da deformação por fluência dos materiais em serviço, uma comparação entre os materiais listados na tabela indica que tal deformação é:
A) idêntica para os três materiais.
B) idêntica para os materiais X e Y , e menor para o material Z .
C) maior para o material X, e menor para o material Z.
D) maior para o material X , e nula para o material Z .
E) menor para o material X, e nula para o material Z.

Passo 1

O enunciado fornece para cada material X,Y,Z o limite de escoamento (LE) e a temperatura de fusão (TF), conforme tabela, e informa que em operação todos estarão sujeitos à tensão \,250\\ \mathrm{MPa} e à temperatura de 400^{\circ}\mathrm{C}. O conteúdo envolve deformação por fluência (creep), que depende principalmente da razão entre a temperatura de serviço e a temperatura de fusão (temperatura homóloga) e, em menor grau, da tensão aplicada em relação ao limite de escoamento.

Passo 2

Verificamos primeiro que a tensão de 250\\ \mathrm{MPa} é menor que o limite de escoamento de todos:
250 < 350,\quad 250 < 420,\quad 250 < 670\\ (\mathrm{MPa}),
logo não haverá escoamento plástico imediato, mas haverá fluência ao longo do tempo.

Passo 3

Calculamos a temperatura homóloga \bar T = T_{\text{serviço}}/T_{\text{fusão}}çã em kelvin. Convertendo:
T_{\text{serv}} = 400+273 = 673\\ \mathrm{K},
T_{m,X} = 500+273 = 773\\ \mathrm{K},\quad T_{m,Y} = 600+273 = 873\\ \mathrm{K},\quad T_{m,Z} = 1000+273 =1273\\ \mathrm{K}.
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\bar T_X = \frac{673}{773}\approx0{,}87,\quad \bar T_Y = \frac{673}{873}\approx0{,}77,\quad \bar T_Z = \frac{673}{1273}\approx0{,}53.
Quanto maior \bar T, mais acentuada a fluência.

Passo 4

Como \bar T_X>\bar T_Y>\bar T_Z, o material X sofre a maior fluência, Y intermediário e Z a menor fluência (mas não nula, pois \bar T_Z\approx0{,}53 ainda permite creep).

Resposta

C) maior para o material X, e menor para o material Z.

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