Fisica

Etapa 1

Define-se material como sendo aquilo que empregamos na confecção de bens materiais tais como habitações, veículos, máquinas e equipamentos, utensílios, etc.

Classificações

Os materiais são classificados tecnicamente em três classes principais independentes e uma composta, denominadas, respectivamente: polímeros, cerâmicas, metais e compósitos.

Os materiais metálicos compõem o tema central da metalurgia.

Dentro dessa ótica, J.W. Bullard, da Universidade de Illinois, EUA, apresenta as principais subclasses dessa classificação:

Classe Subclasse

Metais

A. Ferro e aço;

B. Ligas não-ferrosas e superligas (aplicações aeroespaciais)

C. Compostos intermetálicos (materiais estruturais de alta temperatura)

Cerâmicas

A. Cerâmicas estruturais (materiais estruturais de alta temperatura)

B. Refratários (materiais resistentes à corrosão, isolantes térmicos)

C. Cerâmica branca (porcelanas)

D. Vidros

E. Cerâmicas para aplicações elétricas (capacitores, isolantes, transdutores, etc.)

F. Cerâmicas ligadas quimicamente (cimento e concreto)

Polímeros

A. Plásticos

B. Cristais líquidos

C. Adesivos

Compósitos

A. Compósitos particulados (pequenas partículas dispersas em um material diferente)

B. Compósitos laminados (tacos de golfe, raquetes de tênis)

C. Compósitos reinforçados com fibras (fibra de vidro, fibra de carbono).

Etapa 2

Escolhemos o Alumínio (Al) como material de estudo e aplicável no vasilhame. Abaixo segue seu diagrama Tensão x Deformação e suas propriedades mecânicas:

Diagrama tensão - deformação para uma liga típica de alumínio – que de um modo geral, apresenta características de materiais dúcteis, onde:

Tensão Limite de resistência ou Tensão última, ou seja, tensão limite onde a liga metálica sai do regime plástico uniforme e entra em regime plástico não uniforme.

Limite de escoamento, ou seja, tensão máxima resistida pela liga metálica antes de entrar em regime de deformação plástica.

Tensão Limite de proporcionalidade, ou seja, a relação tensão x deformação ocorre de forma linear.

Tensão de ruptura, ou seja, quando o material rompe em função da tensão.

Deformação residual, ou seja, a capacidade do material de reduzir a deformação quando este entra em regime de deformação plástica.

PROPRIEDADES MECÂNICAS DO ALUMÍNIO

LIMITE DE ESCOAMENTO

Consiste na tensão em que o material começa a deformar-se plasticamente e que para o alumínio é de 0,2% do comprimento original medido em um corpo-de-prova normal. É importante definir este grau de deformação permanente porque as ligas de alumínio não possuem limite de escoamento tão pronunciado como a maioria dos aços. O limite do alumínio puro é de aproximadamente 12,7 Mpa (1,3 kg/mm2).

LIMITE DE RESISTÊNCIA À TRAÇÃO (TENSÃO DE RUPTURA)

É a máxima tensão que o material resiste antes de haver sua ruptura. Calcula-se dividindo a carga máxima (em quilogramas) aplicada durante o ensaio, pela seção transversal em milímetros quadrados do corpo-de-prova. Para o alumínio puro recozido, essa razão é de aproximadamente 48MPa (4,9 kg/mm2). O valor aumenta em função da liga, do trabalho a frio e do tratamento térmico (quando possível).

ALONGAMENTO (DEFORMAÇÃO)

O alongamento é expresso em porcentagem