TECNOLOGIA DOS MATERIAIS

Aula 6:

� Propriedades Mecânicas� Ensaios

� Propriedades de Tração

� DurezaCEPEP - Escola Técnica

Prof.: Kaio Hemerson Dutra

Propriedades Mecânicas dos

Materiais

� Muitos materiais, quando em serviço, sãosubmetidos a forças ou cargas; exemplosincluem a liga de alumínio a partir da qualuma asa de avião é construída e o aço douma asa de avião é construída e o aço doeixo da roda de um automóvel.

� Em tais situações é necessário conhecer ascaracterísticas do material e projetar oelemento estrutural a partir do qual ele é feitode tal maneira que qualquer deformação nãoseja excessiva e que não ocorra fratura.

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Conceitos de Tensão e Deformação

�Existem 4 principais meios nos quais uma carga pode ser aplicada, isto é

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Conceitos de Tensão e Deformação

�Existem 4 principais meios nos quais uma carga pode ser aplicada, isto é

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Ensaio de Tração

�Uma amostra é deformada, usualmente até a fratura, com uma carga de tração que é aplicada ao longo do eixo de uma que é aplicada ao longo do eixo de uma amostra. Uma amostra padrão de tração é mostrada abaixo:

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Ensaio de Tração

�A amostra é montada por suasextremidades que são colocadas dentrodas garras do aparelho de teste.das garras do aparelho de teste.

�A máquina de teste de tração éprojetada para alongar a amostra numataxa constante e para medircontinuamente e simultaneamente acarga aplicada.

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Ensaio de Tração

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Ensaio de Tração - Resultado

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Deformações

�Deformações Elásticas

�Deformações Plásticas

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Deformação Elástica

�O grau até onde uma estrutura se deforma depende da magnitude de uma tensão imposta. Obedecendo tensão imposta. Obedecendo Inicialmente a correlação:

�Esta correlação é conhecida como a Lei de Hooke.

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Módulo de Elasticidade (E)

�O modulo de elasticidade pode serinicialmente associado ao quão ummaterial é deformável, ou seja, quantomaterial é deformável, ou seja, quantomaior for o valor do modulo deelasticidade menos deformável será omaterial.

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Módulo de Elasticidade (E)

Liga

Metálica

Módulo de Elasticidade

GPa 106psi

Alumínio 69 10

Latão 97 14Latão 97 14

Cobre 110 16

Magnésio 45 6,5

Níquel 207 30

Aço 207 30

Titânio 107 15,5CEPEP - Escola Técnica Prof.:

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Deformação Elástica

�A deformação elástica não épermanente, o que significa que quandoa carga aplicada for aliviada, a peça sea carga aplicada for aliviada, a peça seretorna à sua forma original.

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Deformação Elástica

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Deformações Plásticas

�Conforme a tensão é aumentada omaterial passa por um ponto onde nãoresponde mais com deformaçõesresponde mais com deformaçõeselásticas.

�Na medida em que o material édeformado além deste ponto e ocorredeformação permanente, não-recuperável, ou deformação plástica.

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Deformações Plásticas

�De um ponto de vista atômico,deformação plástica corresponde aorompimento das ligações com osrompimento das ligações com osátomos vizinhos e a seguir reformar asligações com novos vizinhos.

�Esse tipo de deformação écaracterizado pelos altos níveis dedeformação.

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Propriedades de Tração

� Limite de Escoamento (Resistência)

� Limite de Resistência a Tração.� Limite de Resistência a Tração.

�Ductilidade

�Resistência

�Tenacidade

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Limite de Escoamento

�É representada pela tensão que limitaas deformações elásticas e plásticas.

�Muitas estruturas são projetadas para�Muitas estruturas são projetadas paraassegurar que apenas deformaçãoelástica resultará quando uma tensãofor aplicada.

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Limite de Escoamento

�A magnitude do limite convencional deescoamento para um metal é justo umamedida de sua resistência àmedida de sua resistência àdeformação plástica.

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Limite de Resistência a Tração

�Após o escoamento, a tensãonecessária para continuar adeformação plástica cresce até umdeformação plástica cresce até ummáximo, e a seguir decresce até afratura eventual.

�O limite de resistência a tração é o valormáximo que pode ser atingido pelográfico.

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Limite de Resistência a Tração

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Ductilidade

�Ela é uma medida do grau dedeformação plástica que foi sustentadana fratura.na fratura.

�Um material que experimenta muitopouca ou nenhuma deformação plásticaantes da fratura é denominado frágil.

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Ductilidade

�Um conhecimento da ductilidade dosmateriais é importante por pelo menos2 razões.2 razões.� Primeiro, ela indica ao projetista o grau

até onde uma estrutura se deformaráplásticamente antes da fratura.

� Segundo, ela especifica o grau dedeformação permissível duranteoperações de fabricação.

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Ductilidade

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Resiliência

�Resiliência é a capacidade de ummaterial tem em absorver energiaquando ele é deformado elasticamentequando ele é deformado elasticamentee então, no descarregamento, terrecuperada esta energia, ou seja,retornar ao estado inicial.

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Tenacidade

�É uma medida da capacidade de ummaterial tem em absorver energia até afratura.fratura.

�A tenacidade pode ser quantificada apartir dos resultados de um teste detensão de tração deformação.

�É a área sob a curva até o ponto defratura.

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Tenacidade

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Tenacidade

�Para um material ser tenaz, ele deveexibir tanto resistência mecânica quantoductilidade; e às vezes, materiaisductilidade; e às vezes, materiaisdúcteis são mais tenazes do que outrosmateriais frágeis.

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Dureza

� é uma medida da resistência de um material a ser deformado plasticamente em um local.em um local.

�Por exemplo, uma pequena impressão ou um risco.

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Ensaio de Dureza

� um pequeno penetrador é forçadocontra a superfície de um material a sertestado, sob condições controladas detestado, sob condições controladas decarga e taxa de aplicação.

�Faz-se a medida da profundidade ou dotamanho da penetração resultante;quanto mais macio for o material, maiore mais profunda será a impressãoresultante e menor será a sua dureza.CEPEP - Escola Técnica Prof.:

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Unidades de Dureza

�A escala de dureza pode ser dada em várias unidades, dependendo de como é feito o teste. As unidades de dureza é feito o teste. As unidades de dureza mais utilizadas são:� Dureza Rockwell

� Dureza Brinell

� Microdureza Knoop e Vickes

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Dureza Rockwell

�Onde uma esfera de aço com 1/16, 1/8, ¼ e ½ pol de diâmetro e um cone de diamante é utilizado para provocar a diamante é utilizado para provocar a penetração no material testado

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Dureza Brinell

�Nos ensaios de dureza Brinell, comonas medições Rockwell, um penetradoresférico e duro é forçado contra aesférico e duro é forçado contra asuperfície do metal a ser testado. Odiâmetro do penetrador de açoendurecido ou de carboneto detungstênio é de 10mm (0,394pol).

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Microdureza Knoop e Vickes

�Para um ensaio, um penetrador dediamante muito pequeno, comgeometria piramidal, é forçado contra ageometria piramidal, é forçado contra asuperfície do corpo de prova. Aimpressão deixada pelo ensaio éobservada sob um microscópio emedida.

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