Propriedades mecânicas dos metais

Objetivos da aula

• Definir conceitos de tensão-deformação de engenharia em materiais.

• Descrever o comportamento mecânico bem como

propriedades mecânicas relacionadas.

Sumário

• Introdução – importância do comportamento mecânico.• Estados de tensão• Curva tensão x deformação – ensaio de tração• Propriedades mecânicas• Dureza

Introdução

Introdução

Introdução

Estados de tensão

TraçãoCompressão

Cisalhamento

Torção

Estados de tensão

Canyon Bridge, Los Alamos, NM

• Compressão simples:

Ao

Balanced Rock, Arches National Park o

FA

Compressão em membro estrutural( < 0 aqui).

(P.M. Anderson)

(P.M. Anderson)

Estados de tensão

Estados de tensão

Tração simples: cabo

o

FA

• cisalhamento simples: eixo

Ao = cross sectional Area (when unloaded)

FF

o

FsA

Nota: = M/AcR .

(P.M. Anderson)

M

M Ao

2R

FsAc

Como determinar as propriedades mecânicas?

• Através de ensaios mecânicos.• Utilizam-se normalmente corpos de prova

padronizados.• Utilização de normas técnicas para a execução

dos procedimentos de medida. NBR ISO 6152.

Ensaio de tração – Curva Tensão-Deformação

Corpo de prova - amostraGage Length

Célula de Carga

Tração

0 2 3 4 510

50

100

Elongação (mm)

Car

ga (

103 N

)

0

250

500

Deformação, (mm/mm)

Ten

são,

(

MP

a)

0 0.04 0.05 0.08 0.100.02

Normalização para eliminar influência da geometria da amostra

Ensaio de tração – Corpo de prova

Ensaio de tração – Corpo de prova

Equipamento – Ensaio de tração

Equipamento – Ensaio de tração

A partir da curva tensão-deformação podem-se obter as seguintes propriedades:

Deformação elástica– Ensaio de tração

Deformação elástica - Coeficiente de Poisson

• Quando ocorre a elongação ao longo de uma direção, ocorre contração na direção perpendicular.

• A Relação entre as deformações é dada pelo coeficiente de Poisson .– = - x / z = - y / z

– o sinal de menos apenas indica que uma extensão gera uma contração e vice-versa

– Os valores de para diversos metais estão entre 0.25 e 0.35.

• E = 2G(1+)

Deformação elástica - Resiliência

Deformação plástica - Limite de escoamento

Deformação plástica - Limite de resistência

Deformação,

Ten

são,

Limite de resistência

estricção

A partir do limite de resistência começa a ocorrer um estricção no corpo de prova. A tensão se concentra nesta região, levando à fratura.

Deformação plástica - Ductilidade

Deformação plástica - Tenacidade

Propriedades mecânicas de alguns metais.

Callister 9 ed.

Lim. escoamento Lim. resistência Ductilidade %

Dureza - Definição

Dureza Rockwell

Dureza - Brinell

Dureza - Vickers

Limite de resistência x Dureza