Apostila De Materiais

ESTUDOS DOS MATERIAIS

1-Propriedades dos Materiais

A escolha de um material deve-se às propriedades que este possui. Por exemplo: os aços carbono possuem baixo custo e elevada resistência mecânica, embora sejam vulneráveis à corrosão. Já os plásticos, devidamente selecionados, possuem elevada resistência química a determinadas substâncias, mas sua resistência mecânica é inferior ao aço carbono. E ainda podemos listar diversas outras propriedades qualitativas e quantitativas, pelas quais podemos realizar um estudo para selecionarmos corretamente um ou mais materiais a utilizar.

Principais Propriedades dos Materiais

1.1- PROPRIEDADES MECANICAS

São àquelas que definem o comportamento do material segundo um determinado esforço a que ele pode ser submetido. O conjunto de propriedades mecânicas é baseado nas seguintes carac¬terísticas do material:

a) Resistência mecânica: E a propriedade apresentada pelo material em resistir a esforços exter¬nos, estáticos ou lentos. Tais esforços podem ser de natureza diversa, como sejam: tração, compressão, flexão, torção, cisalhamento.

Assim, os esquemas abaixo representam os esforços referidos:

b) Elasticidade: Propriedade apresentada pelos materiais em recuperar a forma primitiva tão depressa cesse o esforço que tenha provocado a deformação. A deformação elástica é reversível e desaparece quando a tensão aplicada é removida.

Figura 2.1: Esforços mecânicos aos quais os corpos estão sujeitos.

c) Plasticidade: E a propriedade que apresentam certos materiais de se deixarem deformar permanentemente assumindo diferentes tamanhos ou formas sem sofrerem rupturas, rachaduras ou fortes alterações de estrutura quando submetidos a pressões ou choques compatíveis com as suas propriedades mecânicas. A plasticidade é influenciada pelo calor (o aço ao rubro torna-se bastante plástico).

O inverso da plasticidade é a fragilidade ou quebrabilidade; assim, um material é dito frágil ou quebradiço quando o mesmo ao romper-se apresenta uma pequena deformação.

A plasticidade pode ser subdividida em:

• Maleabilidade: E a maior ou menor facilidade apresentada pelo material em se defor¬

mar sob ação de uma pressão ou choque, compatível com a sua resistência mecânica.

Um material é maleável quando sob ação do laminador ou do martelo da forja, não

sofre rupturas ou fortes alterações na estrutura (endurecimento inadmissível).

A maleabilidade pode ser a quente ou a frio. Se a maleabilidade a frio é muito grande o material é chamado plástico.

• Ductilidade: E a capacidade que os materiais possuem de se deformar plasticamente

até a ruptura. Deformação plástica é aquela que impõe ao material uma deformação

permanente.

Assim sendo, o seu valor pode ser expresso como alongamento e nas mesmas unidades de deformação. Um comprimento comum (embora não universal) para a medida do alongamento é 50mm. Como mostrado na Figura a seguir, o comprimento considerado é importante pois a deformação plástica normalmente é localizada.

Uma segunda medida da ductilidade é a estricção que é a redução na área de seção reta do corpo, imediatamente antes da ruptura. Os materiais altamente dúcteis sofrem grande redução de área da seção reta antes de romper, Este índice é sempre expresso em porcent¬agem e é calculado como se segue:

Corpo de prova sujeito ao alongamento.

d) Dureza: E definida pela resistência da superfície do material à penetração, ao desgaste, e ao atrito, embora a primeira definição seja a mais comumente aceita. Como se pode esperar, a dureza e a resistência à tração estão intimamente relacionadas. A determinação da dureza é obtida a partir de uma série de ensaios destinados especificamente para tal intento.

e) Fluência : Fenómeno de alongamento contínuo e que pode conduzir à ruptura é de¬nominado fluência. Esta característica é típica de materiais ferrosos quando submetidos a cargas de tração constantes por longo tempo a elevadas temperaturas. Deformam-se continuamente mesmo quando a solicitação é menor do que a tensão de escoamento do material naquela temperatura. A fluência ocorre mesmo quando o material é solicitado na temperatura ambiente, mas nessa temperatura a fluência é praticamente desprezível comparada com a que ocorre em temperaturas elevadas.

O fenómeno da fluência ocorre nos instrumentos de corda, violão, por exemplo. E impor¬tante frisar que certas peças ficam inutilizadas se alongarem apenas 0,01%.

f) Resiliência: E a maior ou menor reação do material às solicitações dinâmicas, isto é, a pro¬priedade do material resistir a esforços externos dinâmicos (choques, pancadas, etc.) sem sofrer deformação permanente. Como exemplo citamos as peças de um britador de mandíbulas, uma matriz para forjamento, uma ferramenta de corte, molas, etc. Assim, as molas são feitas de materiais de elevada resiliência.

g) Tenacidade: E dada pela energia consumida para fraturá-lo . Em outras palavras, tenacidade mede a capacidade que o material tem de absorver de energia até fraturar-se incluindo a deformação elástica e plástica quando essa energia é absorvida progressivamente. A tenacidade é, pois, medida pela área total do diagrama tensão-deformação. Em geral diz-se que um material é tanto tenaz quanto maior é a sua resistência à ruptura por tração ou distensão; isto nem sempre é verdadeiro, pois alguns aços doces, por exemplo, são mais tenazes que os aços duros, isto porque os aços duros apresentam, na ruptura um pouquíssima deformação.

A tenacidade tem alguma relação com a resistência ao choque, porém os valores da energia medidos para ambos os casos não concordam para todos os materiais ou condições de ensaio.

1.2- PROPRIEDADES TECNOLOGICAS

São as que conferem ao material uma maior ou menor facilidade de se deixar trabalhar pelos processos de fabricação usuais. As propriedades tecnológicas são:

a) Fusibilidade: E a propriedade que o material possui de passar do estado sólido para