Alternativa correta: D - tenacidade à fratura, limite de elasticidade, limite de fadiga

1. Tema central da questão

O foco da questão está nas propriedades mecânicas exigidas dos aços para molas usados em construção mecânica. Entender essas propriedades é fundamental para projetar componentes sujeitos a esforços repetidos e flexíveis, como molas de veículos ou máquinas.

2. Base teórica resumida

As molas são peças que devem suportar deformações repetidas sem falhar. Por isso, precisam de:

• Tenacidade à fratura: Capacidade de resistir à propagação de trincas, evitando rupturas abruptas.
• Limite de elasticidade: Máxima tensão que o material suporta sem deformação permanente.
• Limite de fadiga: Resistência a falhas causadas por esforços cíclicos ou repetidos.

Essas propriedades são destacadas em normas como a ABNT NBR 7487 (arames de aço para molas) e em manuais clássicos de resistência dos materiais, como o de Beer & Johnston.

3. Justificativa da alternativa correta (D)

A alternativa D reúne as três propriedades fundamentais para aços de molas: tenacidade à fratura (segurança contra quebras), limite de elasticidade (reversibilidade da forma) e limite de fadiga (resistência ao uso cíclico). São esses requisitos que permitem que uma mola tenha vida útil longa e desempenho seguro.

4. Análise das alternativas incorretas

• A: O limite de elasticidade e fadiga estão corretos, mas a dureza não é prioritária para molas; ela está ligada mais ao desgaste superficial do que ao comportamento elástico.
• B: O módulo elástico é uma propriedade importante, mas para molas interessa mais a recuperação elástica e resistência à fadiga do que valores altos de dureza.
• C: Resistência mecânica e dureza são relevantes, porém não são tão determinantes quanto tenacidade à fratura e limite de fadiga em peças sujeitas a esforços cíclicos.
• E: O módulo elástico não é decisivo, e a ausência do limite de elasticidade deixa a alternativa incompleta.

5. Estratégias de interpretação

Em questões sobre propriedades mecânicas, atente para o contexto de uso da peça. Molas trabalham com deformação reversível e ciclos repetidos, então foque em propriedades relacionadas a elasticidade e resistência à fadiga. Desconfie de alternativas que enfatizam apenas dureza ou resistência simples.

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Baixo módulo de elasticidade e dureza. 

Logo de cara já elimina as alterntivas: B, C e E, porque módulo não é uma propriedade e sim uma característica de uma propriedade.

Entre A e D, temos que escolher se a mola deve ter maior dureza (capacidade resistir á riscos) ou maior tenacidade á fratura (que é o que uma mola precisa ter: capacidade de absorver energia no regime elástico/plástico antes de romper). Letra D.

a) dureza, limite de elasticidade, limite de fadiga

b) dureza, limite de fadiga, módulo elástico

c) dureza, módulo elástico, resistência mecânica

d) tenacidade à fratura, limite de elasticidade, limite de fadiga

e) módulo elástico, tenacidade à fratura, limite de fadiga

Exige-se de uma mola as seguintes características mecânicas:

⇾ Elevada resiliência;

⇾ Baixo módulo de elasticidade, que implica alta resiliência.

⇾ Alto limite de escoamento ou elevado limite de proporcionalidade de modo a não apresentar deformação permanente apreciável;

⇾ Boa tenacidade à fratura (a qual diz respeito à resistência à fratura frágil na presença de uma trinca).

⇾ "As molas obtidas nestas condições são suficientemente endurecidas de modo a apresentar um limite de proporcionalidade elevado, que resista satisfatoriamente às cargas de serviço; não devem, entretanto, ser excessivamente duras, para não romperem ao serem conformadas"

Fonte: http://sites.poli.usp.br/geologiaemetalurgia/Revistas/Edi%C3%A7%C3%A3o%2011/artigo11.12.pdf.