slide 6 - CIÊNCIA DOS MATERIAIS

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PÓS-GRADUAÇÃO
Ciência dos Materiais
PÓS-GRADUAÇÃO
Comportamento mecânico 
dos materiais
Bloco 1
Luiz Henrique Martinez Antunes
Propriedades mecânicas
 Podem ser obtidas a partir de diversos 
ensaios mecânicos de:
• Tração.
• Dureza.
• Impacto.
• Fadiga.
• Fluência.
Curva tensão-deformação
 Tensão: 𝝈 =
𝑭
𝑨
 Deformação: 𝜺 =
𝒍−𝒍𝟎
𝒍𝟎
Ensaio de dureza
 É um dos ensaios mais simples de se realizar e 
quase sempre são não destrutivos.
 É realizado aplicando-se uma carga por meio de 
um indentador, que deixa uma marca no material.
 As dimensões da endentação, associadas à carga 
aplicada, fornecem a dureza do material.
Ensaio de impacto
 Transição 
dúctil-frágil.
Figura 1 - Gráfico representando 
a transição dúctil-frágil
Fonte: elaborado pelo autor.
Figura 2 - Ilustração do Titanic
Fonte: cotyledons/ iStock
.
PÓS-GRADUAÇÃO
Comportamento 
mecânico dos materiais
Bloco 2
Luiz Henrique Martinez Antunes
Ensaio de fadiga
 Nesse ensaio são simuladas situações nas quais os 
materiais estão submetidos a esforços cíclicos.
 As tensões aplicadas podem variar em módulo ou 
também em natureza, trativa ou compressiva.
 Desse ensaio podem-se obter curvas que 
relacionam o número de ciclos à tensão aplicada ou 
o número de ciclos à taxa de crescimento da trinca.
Ensaio de fadiga
Figura 3 - Curva de fadiga indicando 
a taxa de crescimento da trinca
Fonte: Callister Jr. (2006).
Ensaio de fluência
 O ensaio de fluência se caracteriza pela 
aplicação de carga a um corpo e prova que está 
submetido a uma temperatura determinada.
 O mecanismo de fluência está relacionado com 
a cinética de movimentação das discordâncias.
 As falhas ocorrem, além da formação de 
trincas, também pela formação de vazios e 
separação de grãos.
Ensaio de fluência
Figura 4 - Curva de fluência tempo-deformação
Fonte: Callister Jr. (2006).
PÓS-GRADUAÇÃO
Teoria em Prática
Bloco 3
Luiz Henrique Martinez Antunes
Tipos de Fratura
 Fratura Dúctil
• Maior absorção de energia: deformação 
plástica ao redor da trinca.
• Propagação lenta e estável.
• Pode ser controlada.
• Fratura Frágil
• Baixa absorção de energia.
• Propagação rápida e instável.
Como engenheiro de processos em uma indústria de ferramentas, explique ao 
estagiário recém-contratado como os elementos e as propriedades dos materiais 
podem afetar essa curva de transição dúctil-frágil.
Transição Dúctil-Frágil
Figura 5 - Gráfico representando a transição dúctil-frágil
Fonte: elaborado pelo autor.
Transição Dúctil-Frágil
Fonte: adaptado de Callister Jr. (2006).
 Materiais com baixa resistência e 
dúcteis (CFC e HC).
 Materiais com alta resistência:
• Não absorvem muita energia.
 Aços de baixa resistência.
Figura 6 - Transição dúctil-frágil 
Influência na transição dúctil-frágil
Fonte: Shackelford (2012).
 Adição de carbono
• Aumenta as propriedades 
mecânicas:
• Diminui a ductilidade.
• Menor absorção de energia.
- Fratura frágil.
Figura 7 - Transição dúctil-frágil 
Influência na transição dúctil-frágil
Fonte: Shackelford (2012).
 Adição de manganês nos aços:
• Aumenta ductilidade.
• Conformação mecânica.
• Aumenta a absorção de energia:
- Menor temperatura para fratura 
frágil.
Figura 7 - Transição dúctil-frágil 
variando a %Mn
PÓS-GRADUAÇÃO
Dica do Professor
Bloco 4
Luiz Henrique Martinez Antunes
Importância da curva tensão-deformação
 Saber fazer e interpretar uma curva tensão-
deformação é essencial para um engenheiro de 
materiais.
 É dela que obtemos a maior parte das 
propriedades mecânicas dos materiais.
 E é com ela que conseguimos prever a maior 
parte dos comportamentos do material em 
serviço, ou seja, em uso.
Referências Bibliográficas
CALLISTER JR, W. D. Materials science and 
engineering: an introduction. 7 ed. 2006. 
SHACKELFORD, J. F. Ciências dos materiais. 6 ed. 
Pearson, 2012.