Exercícios resolvidos de Ciência e Tecnologia dos Materiais

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Respostas 
Questão 5 – Defina, sucintamente, os termos fadiga e fluência. 
Explique os fatores: 
A fadiga é um tipo de falha que ocorre em fraturas dinâmicas, ou seja, quando o 
material é submetido à uma tensão variável e cíclica. Após vários ciclos e 
variações de carga aplicada, o material rompe repentinamente sem dar indícios 
que irá romper. Já a Fluência, ocorre quando o material é submetido a tensões 
estáticas e a temperaturas elevas. A deformação é permanente e dependente do 
tempo. 
Questão 6 – O que é uma curva S-N de fadiga e como são obtidos estes 
dados? 
É a curva tensão – número de ciclos, também chamada de curva de Wӧhler. Os 
dados são obtidos ao escolher o tipo de material que deseja analisar, em seguida 
esse material é submetido a elevadas tensões que se repetem periodicamente (em 
ciclos, variações). Enquanto durar os ciclos, os dados são anotados. A cada ciclo 
tem-se um dado. Quanto maior for a magnitude da tensão, menor serão o número 
de ciclos. 
Questão 7 – Quais os mecanismos que explicam a falha por fadiga? 
Para que a fadiga ocorra, é necessário que haja solicitações dinâmicas, solicitações 
tensionais e deformação plástica. O processo de falha por fadiga ocorre em três 
etapas: 
1- Iniciação das trincas: quando surge uma trinca em um local submetido à 
alta tensão. Chamamos de canto vivo. 
2- Propagação da trinca: à medida que as tensões aumentam e sua variação 
também cresce, as trincas se propagam cada vez mais. 
3- Falha final: quando o corpo se rompe abruptamente sem antes ter indicado 
vestígios do momento final. Ou seja, o corpo se rompe, mas não 
conseguimos saber exatamente “quando”. 
Questão 8 – O que é o limite de resistência à fadiga? Quais materiais 
comumente apresentam essa característica? 
O limite de resistência à fadiga representa o maior valor da tensão variável que 
não causará falha após, essencialmente, um número infinito de ciclos. Por 
exemplo, no gráfico pode ser representada por uma linha horizontal, abaixo 
dessa linha o material sofre tensão e se deforma, mas não há consequência de 
falhas. Entretanto, acima dessa linha, o material entra na zona de fadiga e pode 
falhar, consequentemente, chegando à ruptura a qualquer momento. Os 
EXERCÍCIOS RESOLVIDOS DA DISCIPLINA CIÊNCIAS E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
UFOB - Universidade Federal do Oeste da Bahia
Vanessa Cristina Pereira Miranda
materiais que comumente apresentam essas características são as ligas metálicas. 
Ou seja, nos metais. 
Questão 9 – Desenhe a curva típica de fluência e explique os 3 estágios 
que definem esta curva. 
 
O primeiro estágio da curva de fluência é o Estágio Primário, representado pelo 
número 1 no gráfico. Nesse estágio, a inclinação da curva diminui, pois, o 
material começa a ganhar resistência mecânica, ou seja, começa a endurecer. A 
taxa de fluência então diminuiu devido ao encruamento. O segundo estágio, é 
chamado estágio estacionário ou secundário e está representado pelo número 2 
no gráfico. Nessa etapa, a taxa de fluência é constante, o gráfico torna-se linear e 
demora mais tempo. A maior parte da vida do material será em solicitação de 
fluência. Por último, o estágio terciário é representado pelo número 3 no gráfico 
e é o momento em que o material volta a se deformar, caminhando para a ruptura 
catastrófica. A taxa de fluência aumenta e ocorre a falha. Essa falha é denominada 
ruptura, e resulta de alterações micro estruturais e/ou metalúrgicas - separação 
do contorno de grão e formação de trincas, cavidades e vazios internos. 
Questão 10 – Quais os principais fatores que afetam a resistência à 
fluência de um material? Como se dá essa influência? 
Os principais fatores que afetam a resistência à fluência é a temperatura e a 
magnitude da tensão aplicada. Com o aumento da tensão e da temperatura, a 
taxa de fluência aumenta, assim como a deformação também cresce, diminuindo 
o tempo de vida do material até a ruptura. Além disso, quanto maior o tamanho 
do grão, melhor será a resistência do material à fluência. Outros dois fatores são 
o tempo e a deformação.