dureza e ensaios

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Propriedades Mecnicas dos AosDEMEC TM175 Prof Adriano Scheid

Propriedades Mecnicas: Tenso e Deformao Deformao Elstica Comportamento tenso-Deformao O grau com o qual a estrutura cristalina se deforma depende da magnitude da tenso aplicada. Para tenses baixas, a relao entre a tenso e a deformao dada por:TensoDescarregamento

Coeficiente angular = Mdulo de Elasticidade

Carregamento

Esta conhecida como lei de Hooke, com comportamento linear entre a tenso e a deformao, sendo E a constante de proporcionalidade ou Mdulo de Elasticidade ou Mdulo de Young.

Deformao

Propriedades Mecnicas: Tenso e Deformao Deformao Elstica Na regio de deformao elstica, o comportamento pode ser pensado como a rigidez do material ou resistncia deformao Elstica. Neste regime de deformao, uma vez que a carga for cessada, o componente retorna s suas dimenses originais.

Propriedades Mecnicas: Tenso e Deformao Deformao ElsticaMdulo de Elasticidade Metal ou Liga Tenso Alumnio Lato

Descarregamento

CobreMagnsio Nquel Ao Titnio Tungstnio

Coeficiente angular = Mdulo de Elasticidade

Carregamento

Deformao

Propriedades Mecnicas: Tenso e Deformao Deformao Elstica No Linear Alguns materiais (Ferro Fundido Cinzento, Polmeros, Concreto) podem apresentar comportamento no linear, sendo ento representados pelos Mdulos Tangente ou Secante. O Mdulo Tangente calculado em uma determinada tenso e o Mdulo Secante sempre considerado da origem at um dado valor de tenso.

Propriedades Mecnicas: Tenso e Deformao Deformao Elstica No Linear

Tenso

Mdulo Tangente (em 2)

Mdulo Secante (entre a origem e 1)

Deformao

Propriedades Mecnicas: Deformao ElsticaEnergia Repulsiva ER Energia Potencial ERepulso

Separao Interatmica rEnergia Resultante EN Atrao

Em escala atmica, a deformao elstica manifestada como pequenas mudanas no espaamento atmico ou estiramento das ligaes atmicas.

Energia Atrativa EA

Material com Ligaes Fortes

Fora Atrativa FA Fora F Atrao Separao r

Fora

Repulso

Separao Interatmica r Fora Repulsiva FRFora Resultante FN Material com Ligaes Fracas

Propriedades Mecnicas: Deformao Elstica O Mdulo de Elasticidade similar entre Metais e Cermicos, sendo significativamente menor para os Polmeros, como conseqncia dos diferentes tipos de ligao atmica de cada Temperatura (F) material.Mdulo de Elasticidade (GPa) Mdulo de Elasticidade (106 psi)

Tungstnio

Aos

Alumnio

Temperatura (C)

Propriedades Mecnicas Propriedades Elsticas dos Materiais Como resultado da aplicao de tenso no eixo z, surgem deformaes nos eixos x e y. A razo de Poisson () definida como a razo da deformao no eixo x e y em relao a z, conforme segue:Mdulo de Elasticidade Metal ou LigaAlumnio Lato Cobre Magnsio Nquel Ao Titnio Tungstnio

Razo de Poisson

Propriedades Mecnicas Limite de Escoamento Os projetos so concebidos para que o componente trabalhe no regime elstico, sob pena de perder as dimenses ou deixar de funcionar adequadamente se deformado plasticamente.Limite de Proporcionalidade ou Limite de Escoamento de EngenhariaElstica Plstica

Limite de Escoamento NtidoTenso de Escoamento Superior Tenso de Escoamento y

Tenso de Escoamento yTenso Tenso

Tenso de Escoamento Inferior

Deformao 0,002

Deformao

Propriedades Mecnicas: Deformao Plstica dos Materiais A maioria dos materiais apresenta deformao no regime elstico at cerca de 0,5%. Quando a tenso promove deformaes superiores a este valor, surge um outro modo de deformao, chamado deformao Plstica. Neste regime, o material no retorna dimenso original quando cessada Deformao a tenso. A deformao Plstica envolve a ruptura de ligaes atmicas com a formao ou estabelecimento das ligaes em regies diferentes das anteriores no material. Este processo ocorre pela gerao de movimentao de discordncias.Tenso

Deformao Plstica Metais Movimento de Discordncias

Tenso de Cisalhamento

Tenso de Cisalhamento

Tenso de Cisalhamento

Plano de Escorregamento Discordncia em Cunha

Degrau de Escorregamento

Deformao Plstica Metais Movimento de Discordncias (a) Sistema de Escorregamento {111} [110] da estrutura CFC (b) Plano (111) com as trs direes de escorregamento [110]Nmero de Sistemas Escorregamento

Metais

Plano Escorregamento Cbica de Face Centrada Cbica de Corpo Centrado

Direo Escorregamento

Hexagonal Compacto

Deformao Plstica Metais - Monocristal

Conforme lei de Schmid, a tenso axial mnima para haver escorregamento ocorre quando : = = 45 Neste caso, a tenso de cisalhamento crtica R a metade da tenso axial . A tenso de cisalhamento efetiva sempre menor que a metade da tenso axial para quaisquer outras orientaes.Normal ao Plano Escorregamento Direo de Escorregamento

Lei de Schmid

Deformao Plstica - Metais PolicristalinosEm materiais Policristalinos, a movimentao da discordncia ocorre ao longo do sistema de escorregamento que possui orientao mais favorvel.

Propriedades Mecnicas Limite de Resistncia Trao A tenso mxima ou limite de Resistncia trao a mxima tenso suportada pelo material submetido a ensaio de trao. A partir do escoamento, o material: a- se deforma plasticamente at o mximo M da curva (deformao uniforme) com encruamento associado. b- Entre M e F, a tenso cai, como resultado do coslescimento de microcavidades, o que resulta na estrio do corpo de prova.

Tenso

Deformao

Propriedades Mecnicas: Ductilidade A ductilidade uma medida do grau de deformao plstica at a fratura. Os materiais podem ser: a- Frgeis: pequena (