Considere que corpos de prova para realização de ensaio de i...

Dado chave dessa questão extraído do próprio texto:

"...A análise dos resultados obtidos mostra, muito provavelmente, que o aço de granulação fina apresenta, em relação ao aço de granulação grosseira..."

Quanto mais fina for a granulação do aço temperado (grão austenítico) maior a sua tenacidade, ou seja, maior a capacidade do aço absorver choques. Os aços com granulação grosseira são mais duros, portanto, menos resistentes ao impacto.

(Fonte: Tecnologia Mecânica, vol. III - Vicente Chiaverini).

Alternativa correta: E

O conceito está errado.Grãos finos são mais resistêntes, duros e tenazes do que grãos grosseiros

Questçao muito bem elaborada, mas continuo achando que a resposta certa é a letra A.

Grãos grosserios possuem maior ductibilidade e menor resistência mecânica. Um exemplo é os grãos de perlita fina que possuem maior resistência mecânica e menor ductibilidade. O tratamento térmico não influecnia no módulo de elastaicidade do material, portanto excluimos a letra D. Geralmente materiais que possuem maior resistencia mecânica são menos tenazes, ou seja são frágeis. Um exemplo são os aços de alto carbono.   

Também acho que é a letra A.

Pra mim também faz mais sentido a A. Tenacidade é frequentemente confundida com a dureza. Materiais tenazes geralmente são pouco duros (se deformam mais antes do rompimento e conseguem absorver mais energia antes da fratura), logo, uma esturura de grãos mais fina (mais dura) é menos tenaz. 

A redução no tamanho do grão melhora não apenas a resistência, mas também a tenacidade de muitas ligas. Callister, p. 140, 7ª ed. A tenacidade está diretamente ligada a ductilidade, logo as letras A e C estão erradas. A letra B está completamente errada; a temperatura de transição dúctil-frágil depende da composição química do material, especialmente dos níveis de fósforo. O módulo de elasticidade também não tem nada a ver com a temperatura de austenitização e granulometria. 

Vou explicar melhor para vocês. Não se atenham neste caso à equação de Hall-Petch que trata do crescimento de grãos indicando que o grão menor é mais duro, pois não se trata desta equação nesta situação. Se trata de curva de transformação. Quando austenizamos um material por mais tempo ou em temperaturas mais elevadas, há um crescimento de grão acentuado. A consequência dos grãos austeníticos maiores é que a curva de transformação é jogada para direita e na mesma velocidade de resfriamento, o material que fica em temperaturas mais elevadas ou maior tempo de recristalização, tenderá, na mesma taxa de resfriamento, a formar microestrutura mais dura como martensita. Em virtude disso, nesta questão, o material com grãos mais finos será mais tenaz em virtude de sua microestrutura que será do tipo mais dúctil.

Isso pode ser observado em bibliografias como o Callister.

É uma questão sinistra!

Boa, Danilo. Excelente explicação. 

Encontrei o embasamento para a questão e sua respectiva resposta:

 Tecnologia Mecânica, vol. I - Vicente Chiaverini pg -175 a 176:

"A temperatura de transição varia em funçao de diversos fatores, por exemplo: tamanho de grão grosseiro, encruamento e impurezas de natureza frágil que tendem a elevar a temperatura de transição; tamanho de grão fino e tratamentos térmicos que tendem a refinar a estrutura e tornar o metal mais dúctil; a adição de certos elementos de liga tende a melhorar a tenacidade por choque, mesmo a temperaturas muito baixas."

Granulação mais fina: maior tenacidade (portanto, maior energia de impacto Charpy), menor temperatura de transição dúctil-frágil, maior.

Quanto ao módulo de elasticidade e ductilidade, dependem de outros fatores, como a composição. Os corpos de prova são do mesmo aço (0,20%C), portanto, não há diferenças.

Granulação mais fina implica em maiores dureza, tenacidade e, portanto, maior resistência mecânica. Logo, em ensaios a diversas temperaturas, a tendência é que os aços com esse tamanho de grão exibam muito maiores capacidades de absorção de energia que outros com grãos maiores.

Segundo Callister "a redução no tamanho de grão não melhora apenas a resistência, mas também a tenacidade de muitas ligas". Sendo assim, o único mecanismo capaz de aumentar simultaneamente a resistência mecânica e a tenacidade de aços é o refinamento dos grãos da microestrutura. 

Maior tenacidade = Maior energia absorvida (Charpy), menor temperatura de transição dúctil-frágil.