As Propriedades Mecânicas

Propriedades mecânicas

Definem o comportamento do material quando sujeitos a esforcos mecanicos (resistir, transmitir – sem romper ou se deformar)

Tensao

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Deformação (elástica x plástica (destrói ligações com átomos vizinhos e faz com novos) || ñ permanentes x permanentes)

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Tipos de tensão

Tracao – força aplicada perpendicularmente, ocorre alongamento ou contração e ensaia-se por força compressiva e o corpo se contrai na direção da tensão (valores negativos na eq.)

Flexao

Cisalhamento – força aplicada paralelamente, deformação = tg â;

Torção – é a variação de cisalhamento:

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Propriedades:

Dureza

• resistência a deformação (plástica/elástica); depende da força da ligação, 1ª medida (riscar a superfície), metodologia atual = penetrar uma carga conhecida e medir a área da impressão produzida (qt + mole, > a profundid// da penetração). Não é um parâmetro característico do material, pois depende da maquina e da carga. Ensaio comum = Rockwell (TESTES DE DUREZA?)
• Aço c/ N>ferramenta de corte>aços>latões e AL>plástico
• Diretamente ligado à resistência de um material à deformação plástica

Resistência a tração/impacto

Elasticidade

Gerada por tração, resulta em contração lateral => deformações compressivas (Ex e Ey) (P/ tensão uniaxial e material isotrópico, Ex=Ey)

Variacao na direção axial (msm eixo de rotação) deve ser compensada na direção transversal.

Expressa-se pelo coef. de Poisson (v=-(Ex/Ez)=-(Ey/Ez), onde Ex=Ey=(d0-d)/d0, sempre com sinal oposto à Ez (v sempre +). Este coef. descreve a relação entre a diminuição na área da secao transversal e o aumento no comprimento do material em um teste de tração.

P/ materiais isotrópicos, o modulo de elasticidade (E) e o modulo de cisalhamento (G) => E=2G (1+v) (p/ mtos metais G ~0,4E)

Ensaio mecânico de tensão x deformação, destrutivo. Medidas feitas em uma célula de carga. Sensores medem a tensão aplicada e a deformação promovida, a uma tx de deformação cte.

• LP (proporcionalidade) def passa de elástica para plástica
• LE (escoamento)  há uma pequena def. plástica (n = 0,2%, por ex)
• LRT (resist. a tração)  tensão máxima atingida no ensaio;
• M é o valor máximo, a partir disto ocorre estricção (empescoçamento)
• F ocorre a fratura

Modulo de elasticidade ou rigidez (E) é o coef angular (tração = cte * deformação – Hook)

(p/ cisalhamento é igual).

Ductilidade

Materiais que suportam pouca deformação plástica são frágeis (mta = dúcteis/duros);

EL = ((Lf-Lo)/Lo)

Tenacidade

Capacidade de absorção de e* até a fratura (frágil x dúctil)

Resiliência

Capacidade de absorver e* qdo é deformado elasticamente

U=(F)²/2E – módulo de resiliência

Como determinar: Corpos de prova  e normas técnicas

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Deformacao de engenharia e deformação real

Er=ln(E+1)

Tensao real x de engenharia

Tr=T(E+1)

Tensao e deformação de engenharia não levam em consideração a redução da área de empescocamento!

Materiais Cerâmicos

Rompem com pouca e*, sofrem fratura frágil/catastrófica antes da deformação plástica.

Ceramicas Cristalinas – deslocamento das discordâncias mto difícil pois ions com msm carga e-, repulsão além das ligações fortes

Ceramicas Amorfas – não há discordâncias, deformação por escoamento viscoso

Materiais Poliméricos

Deformacao elástica e plástica

Fatores que influenciam as prop mecânicas

• temperatura de uso
• temperatura de ensaio
• velocidade de ensaio
• condições atm
• histórica térmica do material (processamento)
• cristalinidade
• orientação
• massa molar

Metais

Mecanismo de deformação plástica

Materiais cristalinos – escorregamento de planos atômicos, pelas movimentações das discordâncias

Materiais amorfos – escoamento viscoso

Mecanismo de endurecimento

• Redução no tamanho de grão
• Solução solida
• Trabalho a frio ou encruamento
• Dificultar a movimentação das discordâncias

Deformacao a frio e recristalização

Deformacao em materiais amorfos

comportamento viscoelastico:

Polimeros – deformação elastica

material vítreo (baixa T) sólido (T interm) ou viscoso (T alta) – proc reversível, independe do tempo de aplicação

Materiais amorfos – fluxo viscoso

Depende do tempo de aplicação, deformação não reversivel

Viscoplástico

Tensão não é mais proporcional à deformação, ocorrendo uma deformação permanente

Falha nos materiais:

Fluência – Temperatura

É uma deformação permanente e dependente do tempo, qd submetidos a uma tensão ou carga cte a elevadas temperaturas. Determina vida útil de uma peça. (resultado de um comportamento viscoplastico nos metais)