ALGUMAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DOS MATERIAIS

   Diagrama Tensão-Deformação

Quando um corpo de prova é submetido a um ensaio de tração a máquina de ensaio fornece um gráfico (Figura  abaixo) que mostra as relações entre a força aplicada e as deformações ocorridas durante o ensaio.

Para determinar as propriedades do material o que interessa é a relação entre tensão e deformação.

   

Limite de Elasticidade

     O limite elástico- Este ponto representa a tensão máxima que pode ser aplicado a uma barra sem que apareçam deformações residuais, ou permanentes, após a retirada integral da carga externa. Para muitos materiais, os valores dos limites de elasticidade e  proporcionalidade são praticamente iguais e esses termos são então empregados como sinônimos. Nos casos em que são diferentes, em geral o limite de elasticidade é maior do que o de proporcionalidade.

Fase Elástica:

     O trecho da curva tensão-deformação, compreendido entre a origem e o limite de elasticidade recebe o nome de fase elástica ou região elástica.

Fase Plástica:

     Chama-se de fase plástica ou região plástica o trecho do diagrama compreendido entre o limite de

elasticidade e o ponto correspondente à ruptura do material.

Resistência ao Escoamento:

     Terminada a fase elástica, tem início a fase plástica, na qual ocorre uma deformação permanente no material, mesmo que se retire a força de tração.

  Em um ponto pouco acima do limite de elasticidade, aumentam as deformações sem que se altere, praticamente o valor da tensão.    Quando se atinge o limite de escoamento, diz-se que o material passa a escoar. Durante o escoamento, a carga ou a tensão oscila entre valores muito próximos uns dos outros.

 Este ponto no gráfico é simbolizado por Sy e chamado Resistência ao Escoamento por tração, quando o respectivo ensaio é o de tração. Sy .

 Strength (Resistência)

 Yield ( Escoamento)

Limite de Resistência

     Após o escoamento ocorre um encruamento que é um endurecimento causado pela quebra dos grãos que compõem o material quando deformado a frio. O material resiste cada vez mais a tração externa, exigindo uma tensão cada vez maior para se deformar.

     Nessa fase, a tensão recomeça a subir, até atingir um valor máximo num ponto chamado de limite de resistência caracterizado no gráfico pelo ponto B.

     Este ponto no gráfico é simbolizado por Sut e chamado Limite de Resistência a Tração, quando o respectivo ensaio é o de tração.

Sut

Strength (Resistência)

Ultimate Tensile ( Limite de Tração)

 Limite de ruptura-  Continuando a tração, chega-se à ruptura do material, que ocorreu num ponto chamado de Limite de ruptura c. A tensão no limite e ruptura é menor que no limite de resistência, devido à diminuição da área que ocorre no corpo de prova depois que se atinge a carga máxima.

Estricção- É a redução percentual da área da seção transversal do corpo de prova na região onde vai se localizar a ruptura. A estricção determina a ductilidade do material. Quanto maior for a percentagem de estricção, mais dúctil será o material.

Módulo de Elasticidade- Na fase elástica, se dividirmos a tensão pela deformação, em qualquer ponto obteremos sempre um valor constante.

    Este valor constante é chamado módulo de elasticidade. Quando relacionado com tensões normais, é chamado de módulo de elasticidade longitudinal e simbolizado pela letra E. Quando relacionado com tensões tangenciais, é chamado módulo de elasticidade transversal e simbolizado pela letra G.

    O módulo de elasticidade é a medida da rigidez do material. Quanto maior for o módulo, menor será a deformação elástica resultante da aplicação de uma força ou tensão e mais rígido será o material.

Ductilidade -  é a propriedade que apresentam certos materiais de absorverem sobrecargas por um tempo maior que o normal, a custa de uma maior deformação plástica, antes de haver ruptura.

A ductilidade é medida pela percentagem de elongação (deformação) que o material apresenta no momento da ruptura.

Materiais são ditos frágeis para elongação até 5%.

Materiais são ditos dúcteis para elongação maior que 5%.

Esta propriedade é muito importante nos casos em que trabalhamos o material a frio (Trefilação, Forjamento, etc..).

 Maleabilidade - Quando a ductilidade é referida em função da carga de compressão, passa a ser chamada de maleabilidade.

Dureza- Quando o material é resistente ao desgaste, a erosão, a deformação plástica é dito duro. Os testes de dureza mais usados são: BRINELL, ROCKWELL, VICKERS e SHORE.

Resiliência- A resiliência de um material é sua capacidade de absorver energia no campo elástico das deformações, ou seja, é a energia armazenada por um corpo solicitado até o seu limite elástico.

Tenacidade- Tenacidade é a habilidade de um material de absorver energia no campo plástico. A maioria dos autores estão de acordo com esta definição, mas há muito desacordo a respeito de como se pode medir a tenacidade. Alguns dizem que a resistência ao impacto do material é a melhor medida, outros preferem usar o diagrama tensão - deformação de várias maneiras. O diagrama, contudo é uma avaliação das propriedades estáticas, enquanto tenacidade é uma propriedade desejável em peças sujeitas a choques e impactos, o que implicaria em ser ela medida dinamicamente.