UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I – E (TEC 156)
MATERIAIS METÁLICOS – AULA 5
Profª. Cintia Maria Ariani Fontes
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MATERIAIS METÁLICOS Propriedades
F
Ensaio de Tração
Consiste na aplicação uniaxial de uma
carga de tração, gradativamente
crescente, ao longo do eixo de maior
comprimento do corpo de prova
Pode ser usado para avaliar diversas
propriedades mecânicas
Tensão de tração (MPa)
∴ F = Carga (N)
A = Área (mm²)
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F
MATERIAIS METÁLICOS Propriedades
Deformação
Mudança de comprimento de uma amostra, medida como
elongação por unidade comprimento
Medida adimensional
Para a maioria dos metais carregados abaixo do ponto de
escoamento a deformação é muito pequena ou quase nula
∴ l = comprimento final (mm)
l0 = comprimento inicial (mm)
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MATERIAIS METÁLICOS Propriedades
Comportamento Tensão-Deformação
Para a maioria dos metais submetidos a um nível de tensão
relativamente baixo, a tensão e a deformação são proporcionais
σ = E * ε Lei de Hooke
E = constante de proporcionalidade (GPa) ∴ módulo de Young ou módulo
de elasticidade
Thomas Young (1807) – sugeriu que a razão entre
tensão/deformação dá a medida da rigidez do material
Diz-se que o material está na fase elástica
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MATERIAIS METÁLICOS Propriedades
Comportamento Tensão-Deformação
Ensaio
Base de medida
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MATERIAIS METÁLICOS Propriedades
Comportamento Tensão-Deformação
Material Dúctil
CA-25 e CA-50
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MATERIAIS METÁLICOS Propriedades
Comportamento Tensão-Deformação
Fase plástica
Para um aço estrutural existe uma região plástica onde existe pouco ou
nenhum aumento na tensão a medida que a amostra alonga durante o ensaio
Deformação pode ser de 10-15 vezes a deformação no limite proporcional
Metais com este comportamento são considerados ducteis
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MATERIAIS METÁLICOS Propriedades
Comportamento Tensão-Deformação
Região Encruada
Após sofrer alta deformação na região BC o metal começa a encruar
Mudanças ocorrem na estrutura cristalina e empescoçamento também ocorre
Existe uma diferença significativa entre a tensão nominal (linha sólida) e a
tensão verdadeira (linha pontilhada)
A deformação de C para E é muitas vezes maior que a deformação de B para C
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MATERIAIS METÁLICOS Propriedades
Comportamento Tensão-Deformação
Material Frágil
CA-60
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MATERIAIS METÁLICOS Propriedades
Comportamento Tensão-
Deformação
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Material frágil
Utiliza o método (offset) do
deslocamento para definir a
tensão de escoamento
Desenhando uma linha
paralela a região linear que é
o deslocamento em direção a
direita (e=0,002)
O ponto onde a linha
intercepta a curva σ-ε, define
a tensão de escoamento em
0,002 (ou 0,2%) de
deslocamento
MATERIAIS METÁLICOS Propriedades
Ductilidade
Medida da extensão da deformação plástica que ocorre até a
fratura
Materiais dúcteis apresentam grande deformação plástica
Materiais frágeis apresentam baixa ou nenhuma deformação
plástica
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MATERIAIS METÁLICOS Propriedades
Ductilidade
Determinação da
ductilidade
Alongamento superficial
Redução da área percentual
Importância
Indicação do grau segundo o
qual uma estrutura irá se
deformar plasticamente antes
de romper
Especifica o grau de
deformação permissível
durante operações de
fabricação
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MATERIAIS METÁLICOS Propriedades
Tenacidade
Representa a medida da habilidade de um material de absorver
energia até a sua ruptura (energia por unidade de volume do
material)
Tenacidade à fratura Indica a resistência do material à fratura
quando este possui uma trinca ou fissura
Representa a área sob a
curva σ-ε até o ponto de
fratura
Materiais dúcteis são
mais tenazes que os
materiais frágeis
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MATERIAIS METÁLICOS Propriedades
Tenacidade
Material frágil
Tem maior limite de escoamento e maior limite de resistência
Tem menor tenacidade devido à limitada ductilidade a área sob a curva
correspondente é muito menor
Limite de
escoamento
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MATERIAIS METÁLICOS Propriedades
Resiliência
Capacidade que o material possui de absorver energia elástica
sob tração, e após descarregamento (relaxação) recuperar essa
energia
Área sob a curva dada pelo limite de escoamento e pela
deformação no escoamento ramo linear
Materiais de alta resiliência possuem alto limite de escoamento
e baixo módulo de elasticidade
Estes materiais seriam ideais para uso em molas
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MATERIAIS METÁLICOS Propriedades
Resiliência e Tenacidade
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MATERIAIS METÁLICOS Propriedades
Dureza
Medida da resistência de
um material a uma
deformação plástica
localizada
Pequena impressão ou risco
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Escala Mohs
Primeiro sistema de
indexação de dureza dos
materiais
Varia de 1, para materiais
macios como talco, a 10, para
materiais duros como o
diamante
Escala Mohs
Sistema qualitativo
Sistemas quantitativos
Simples e baratos, nãodestrutivos e apresentam boa
relação com outras
propriedades
Tipos
Dureza Rockwell
Dureza Brinell
Dureza Vickers
Dureza Knoop