PROPRIEDADES FÍSICAS, QUÍMICAS E MECÂNICAS DOS MATERIAIS

Transcrição

1 CURSO TÉCNICO EM MECÂNICA MATERIAIS PARA CONSTRUÇÃO MECÂNICA PROPRIEDADES FÍSICAS, QUÍMICAS E MECÂNICAS DOS MATERIAIS PROF. M. SC. MARCONI FURTADO 2013

2 Importância. Propriedades físicas dos materiais Comportamento do material em todas as circunstâncias do processo de fabricação e de utilização. Aparecem quando o material está sujeito a esforços mecânicos. Propriedades fundamentais para a escolha do material.

3 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.

4 Elasticidade. Propriedades físicas dos materiais Capacidade do material deformar e voltar a forma original quando submetido a um esforço. Exemplo: Borracha.

5 Plasticidade. Propriedades físicas dos materiais Capacidade do material deformar e manter determinada geometria. Conformação mecânica. Exemplo: Prensagem para construção de determinado elemento. Laminação.

6 Propriedades físicas dos materiais Plasticidade. Elástico Plástico

7 Deformação elástica. Propriedades físicas dos materiais É reversível A retirada da carga implica no retorno às dimensões originais. No gráfico tensão x deformação a região elástica corresponde a parte linear.

8 Deformação plástica. Propriedades físicas dos materiais 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.

9 Ductibilidade. Propriedades físicas dos materiais Deformação plástica que ocorre até o ponto antes no material romper-se. Grau de deformação plástica suportado até o ponto de fratura. Maleabilidade.

10 Ductibilidade. Propriedades físicas dos materiais

11 Dureza e fragilidade. Propriedades físicas dos materiais Dureza: Resistência do material à penetração, à deformação plástica permanente e ao desgaste. Fragilidade: Resistência a choques ou golpes. Exemplo: Vidro.

12 Propriedades físicas dos materiais Propriedades térmicas. Determina o comportamento dos materiais. Importante na fabricação e na utilização de determinado material. Exemplo: Disco de corte.

13 Propriedades físicas dos materiais Propriedades térmicas. Ponto de fusão. Ponto de ebulição. Dilatação. Condutividade térmica.

14 Resistividade. Propriedades físicas dos materiais Propriedade que o material apresenta em oferecer resistência à passagem de corrente elétrica. Presente nos materiais que são maus condutores. Exemplo: Fita isolante.

15 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.

16 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. ε = ΔL L ε Deformação relativa. ΔL Variação do comprimento. L Comprimento inicial.

17 Propriedades mecânicas dos materiais Tensão (σ). Quantidade de energia absorvida pelo material durante o processo de deformação. Ocorre em função da ação de uma força. σ = F A σ Tensão (Pascal, Nm -2 ). F Força (Newton, N). A Área (m 2 ).

18 Propriedades mecânicas dos materiais Limite de escoamento (LE). Quantidade de energia necessária para que o material passe do regime elástico para o regime plástico. LE = F 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 ).

19 Propriedades mecânicas dos materiais Limite de ruptura (LR). Tensão necessária para fazer com que um material se rompa.

20 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. LRE = F Ao LRE Limite de resistência (Pascal, Nm -2 ). F Força máxima suportada (Newton, N). Ao Área inicial da seção (m -2 ).

21 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. R = Ao Af Ao 100 R Estricção (%). Ao Área inicial da seção (m -2 ). Af Área final da seção (m -2 ). Observação: Materiais dúcteis e não dúcteis.

22 Ductibilidade. Propriedades mecânicas dos materiais Quantidade de deformação relativa permanente, ou seja, aquela deformação que é capaz de ultrapassar o regime elástico do material antes que ele se rompa.

23 Tenacidade. Propriedades mecânicas dos materiais Quantidade de energia absorvida pelo material (energias plásticas mais energias elásticas), que foram somadas durante o tempo que o material esteve tensionado ou tracionado.

24 Resiliência. Propriedades mecânicas dos materiais Capacidade de estocagem de energia de um material quando deformado elasticamente e depois de aliviada a carga, ter essa energia recuperada.

25 Propriedades mecânicas dos materiais Fratura dúctil e fratura frágil.

26 Fratura dúctil. Propriedades mecânicas dos materiais O material sofre longa estricção, a partir de uma determinada tensão, até um único ponto no momento da fratura.

27 Propriedades mecânicas dos materiais Tensão X Deformação.

28 Exercício 1. Propriedades mecânicas dos materiais Um aço de baixo carbono (SAE 1010) tem como tensão de ruptura 40 Kgf/mm 2. Considerando que o corpo de prova tem diâmetro nominal de 10 mm, qual será a força de ruptura?

29 Exercício 2. Propriedades mecânicas dos materiais 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 Kgf. Qual é a tensão de tração de ruptura (em MPa) que este aço apresenta?

30 Exercício 3. Propriedades mecânicas dos materiais 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.

31 Exercício 4. Propriedades mecânicas dos materiais Uma liga de alumínio possui um Módulo de Elasticidade Longitudinal de Kgf/mm 2 e um limite de escoamento de 28 Kgf/mm 2. 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?

32 Obrigado! Perguntas?