CURSO TÉCNICO EM MECÂNICA
MATERIAIS PARA CONSTRUÇÃO MECÂNICA
PROPRIEDADES FÍSICAS, QUÍMICAS E MECÂNICAS
DOS MATERIAIS
PROF. M. SC. MARCONI FURTADO
2013
Propriedades físicas dos materiais
• Importância.
– Comportamento
do
material
em
todas
as
circunstâncias do processo de fabricação e de
utilização.
– Aparecem quando o material está sujeito a esforços
mecânicos.
– Propriedades
material.
fundamentais
para
a
escolha
do
Propriedades físicas dos materiais
• Resistência mecânica.
– Capacidade do material em suportar determinados
tipos de esforços, como tração e compressão.
– É função das forças internas de atração existentes
entre as moléculas que compõem o material.
– Resistência à tração: Exemplo – Cabos de aço.
Propriedades físicas dos materiais
• Elasticidade.
– Capacidade do material deformar e voltar a forma
original quando submetido a um esforço.
– Exemplo: Borracha.
Propriedades físicas dos materiais
• Plasticidade.
– Capacidade do material
determinada geometria.
deformar
e
manter
– Conformação mecânica.
– Exemplo: Prensagem para construção de determinado
elemento.
– Laminação.
Propriedades físicas dos materiais
• Plasticidade.
Elástico
Plástico
Propriedades físicas dos materiais
• Deformação elástica.
– É reversível – A retirada da carga implica no retorno às
dimensões originais.
– No gráfico tensão x deformação a região elástica
corresponde a parte linear.
Propriedades físicas dos materiais
• Deformação plástica.
– É irreversível – A retirada da carga não implica no
retorno às dimensões originais.
– No gráfico tensão x deformação a região elástica
corresponde a parte não linear.
Propriedades físicas dos materiais
• Ductibilidade.
– Deformação plástica que ocorre até o ponto antes no
material romper-se.
– Grau de deformação plástica suportado até o ponto de
fratura.
– Maleabilidade.
Propriedades físicas dos materiais
• Ductibilidade.
Propriedades físicas dos materiais
• Dureza e fragilidade.
– Dureza: Resistência do material à penetração, à
deformação plástica permanente e ao desgaste.
– Fragilidade: Resistência a choques ou golpes.
– Exemplo: Vidro.
Propriedades físicas dos materiais
• Propriedades térmicas.
– Determina o comportamento dos materiais.
– Importante na fabricação
determinado material.
– Exemplo: Disco de corte.
e
na
utilização
de
Propriedades físicas dos materiais
• Propriedades térmicas.
– Ponto de fusão.
– Ponto de ebulição.
– Dilatação.
– Condutividade térmica.
Propriedades físicas dos materiais
• Resistividade.
– Propriedade que o material apresenta em oferecer
resistência à passagem de corrente elétrica.
– Presente nos materiais que são maus condutores.
– Exemplo: Fita isolante.
Propriedades químicas dos materiais
• Principais aspectos.
– São aquelas que se expressam quando o material
entra em contato com outra substância ou com o
ambiente.
– Classificadas de acordo com a presença ou ausência
de resistência aos corrosivos, aos ácidos ou às
soluções salinas.
– Exemplos: Alumínio e ferro.
Propriedades mecânicas dos materiais
• Deformação relativa (ε).
– Valor que expressa a quantidade de deformação
ocorrida num material devido à ação de forças,
dividido pelo comprimento do mesmo.
– Adimensional.
ΔL
ε=
L
ε – Deformação relativa.
ΔL – Variação do comprimento.
L – Comprimento inicial.
Propriedades mecânicas dos materiais
• Tensão (σ).
– Quantidade de energia absorvida
durante o processo de deformação.
pelo
– Ocorre em função da ação de uma força.
σ=
F
A
σ – Tensão (Pascal, Nm-2).
F – Força (Newton, N).
A – Área (m2).
material
Propriedades mecânicas dos materiais
• Limite de escoamento (LE).
– Quantidade de energia necessária para que o material
passe do regime elástico para o regime plástico.
F
LE =
Ao
LE – Limite de escoamento (Pascal, Nm-2).
F – Força em que se inicia a deformação (Newton, N).
Ao – Área inicial da seção (m-2).
Propriedades mecânicas dos materiais
• Limite de ruptura (LR).
– Tensão necessária para fazer com que um material se
rompa.
Propriedades mecânicas dos materiais
• Limite de resistência (LRE).
– Tensão máxima admitida por um material devido a
uma quantidade de ciclos e esforços que o mesmo
sofreu.
F
LRE =
Ao
LRE – Limite de resistência (Pascal, Nm-2).
F – Força máxima suportada (Newton, N).
Ao – Área inicial da seção (m-2).
Propriedades mecânicas dos materiais
• Redução de área ou estricção (R).
– Percentual de redução do diâmetro (ou seção) do
material após o efeito de um esforço.
Ao − Af
R=
100
Ao
R – Estricção (%).
Ao – Área inicial da seção (m-2).
Af – Área final da seção (m-2).
– Observação: Materiais dúcteis e não dúcteis.
Propriedades mecânicas dos materiais
• Ductibilidade.
– Quantidade de deformação relativa permanente, ou
seja, aquela deformação que é capaz de ultrapassar o
regime elástico do material antes que ele se rompa.
Propriedades mecânicas dos materiais
• Tenacidade.
– Quantidade de energia absorvida pelo material
(energias plásticas mais energias elásticas), que
foram somadas durante o tempo que o material esteve
tensionado ou tracionado.
Propriedades mecânicas dos materiais
• Resiliência.
– Capacidade de estocagem de energia de um material
quando deformado elasticamente e depois de aliviada
a carga, ter essa energia recuperada.
Propriedades mecânicas dos materiais
• Fratura dúctil e fratura frágil.
Propriedades mecânicas dos materiais
• Fratura dúctil.
– O material sofre longa estricção, a partir de uma
determinada tensão, até um único ponto no momento
da fratura.
Propriedades mecânicas dos materiais
• Tensão X Deformação.
Propriedades mecânicas dos materiais
• Exercício 1.
Um aço de baixo carbono (SAE 1010) tem como tensão
de ruptura 40 Kgf/mm2. Considerando que o corpo de
prova tem diâmetro nominal de 10 mm, qual será a força
de ruptura?
Propriedades mecânicas dos materiais
• Exercício 2.
Considerando que um corpo de prova de aço SAE 1070
tem um diâmetro nominal de 15 mm e a força com que o
material se rompeu foi de 16.570 Kgf. Qual é a tensão de
tração de ruptura (em MPa) que este aço apresenta?
Propriedades mecânicas dos materiais
• Exercício 3.
Calcule a deformação sofrida por um corpo de prova de
15 cm de comprimento e que após o ensaio de tração
apresentou 16 cm de comprimento.
Propriedades mecânicas dos materiais
• Exercício 4.
Uma liga de alumínio possui um Módulo de Elasticidade
Longitudinal de 7.040 Kgf/mm2 e um limite de
escoamento de 28 Kgf/mm2. Pede-se:
– Qual a carga que pode ser suportado por um fio de
1,74 mm de diâmetro sem que ocorra deformação
permanente?
– Se uma carga de 44 kgf é suportada por um fio de 3,05
mm de diâmetro, qual será a deformação?
Obrigado!
Perguntas?