CINCIAS E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS II

2 Semestre 2015

Professora: Mrilin dos Santos

E-mail: merilin.santos@unifran.edu.br

PROPRIEDADES MECNICAS DOS

MATERIAIS

Ensaio de Trao

Simples e rpido

Pode ser usado para avaliar diversas propriedades mecnicas

dos materiais

Tenso de Engenharia

Sendo:

= tenso (Pa);

F = carga instantnea aplicada (N) e

Ao = rea da seo reta original antes da aplicao da carga (m2).

Deformao de Engenharia

Sendo:

= deformao (adimensional);

li = comprimento instantneo e

lo = comprimento original.

Comportamento dos metais quando submetidos uma tenso

Deformao ()

Tenso (

)

Ento, desta curva, observamos que os metais podem apresentar

dois tipos de deformao:

ELSTICA PLSTICA

DEFORMAO ELSTICA

Em uma escala atmica:

manifestada por pequenas alteraes no espaamento

interatmico e na extenso de ligaes interatmicas.

MDULO DE ELASTICIDADE

E

Sendo:

= tenso (Pa);

= deformao (adimensional);

E = mdulo de elasticidade (Pa);

Mdulo de elasticidade para alguma ligas metlicas

Quanto maior o mdulo de

elasticidade mais rgido o

material ou menor a sua

deformao elstica quando

aplicada uma dada tenso.

MDULO DE ELASTICIDADE

[E]

GPa 106 Psi

Magnsio 45 6.5

Alumnio 69 10

Lato 97 14

Titnio 107 15.5

Cobre 110 16

Nquel 207 30

Ao 207 30

Tungstnio 407 59

Fonte: Callister, 2002.

O mdulo de elasticidade est relacionado diretamente com as

foras das ligaes interatmicas. Assim:

Os materiais cermicos tem alto mdulo de elasticidade,

enquanto os materiais polimricos tem baixo.

Com o aumento da temperatura o mdulo de elasticidade

diminui.

Deformao ()

Tenso (

)

= E

A lei de Hooke vlida at este ponto.

Mxima tenso que o material suporta sem sofrer deformao permanente.

TENSO

LIMITE DE

ESCOAMENTO

Metal tpico Ao

Tenso limite de escoamento

Onde no se observa nitidamente o

fenmeno de escoamento, a tenso

de escoamento corresponde

tenso necessria para promover

uma deformao permanente de

0,2% ou outro valor especificado

DEFORMAO PLSTICA

Provocada por tenses que ultrapassam o limite de escoamento

Irreversvel resultado do deslocamento permanente dos

tomos e portanto no desaparece quando a tenso removida

Em uma escala atmica:

Ocorre a quebra de ligaes com os tomos vizinhos originais e em

seguida formao de novas ligaes com novos tomos vizinhos;

com a remoo da tenso, no retornam s suas posies originais.

Limite de resistncia trao

Corresponde tenso mxima

aplicada ao material antes da

ruptura (muitas vezes superior

tenso de ruptura)

Deformao ()

Tenso (

)

Pescoo Material Resistncia trao

Alumnio 50 MPa

Aos 3.000 MPa

LRT

F

Ductilidade

Representa uma medida do grau

de deformao plstica que foi

suportado no momento da fratura

Fraturas dcteis

Fratura frgil

Alongamento percentual (AL%)

Porcentagem da deformao plstica

no momento da fratura

Estrico (RA%)

Reduo da rea percentual

100% xl

llAL

o

of

100% xA

AARA

o

fo

Ductilidade

Com a reduo da temperatura os materiais se tornam mais frgeis

A ductilidade d uma indicao para o projetista do grau segundo o

qual uma estrutura ir se deformar plasticamente antes de fraturar

A ductilidade especifica o grau de deformao permissvel durante

operaes de fabricao

Resilincia

Se refere propriedade de acumular energia, quando exigidos ou

submetidos a estresse sem ocorrer ruptura. Aps a tenso cessar

poder ou no haver uma deformao residual.

Exemplo: molas

Tenacidade

Representa uma medida da

habilidade de um material em

absorver energia at a sua fratura.

Para que um material seja tenaz,

este deve apresentar tanto

resistncia como ductilidade.

a rea sob a curva tenso x deformao at o ponto de fratura.

Exerccio

Qual dos materiais A, B,C

a) tem maior resistncia?

b) mais dctil?

c) mais frgil?

d) mais tenaz?

1. O que a tenso limite de escoamento?

2. O que o limite de resistncia trao?

3. Represente, por meio de um grfico, o comportamento tenso-

deformao de materiais frgeis e dcteis.

Cincia e Tecnologia dos Materiais 2 Prof. Mrilin Fernandes

Perguntas que vocs devem estar aptos

responder: