MCMA aula 01

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Materiais de Construção Mecânica Aplicada 
6º SEMESTRE (ENG. MEC)
Prof.Luciano de Lima Lopes
luciano.lopes@docente.unip.br
Introdução ao Curso 
Bibliografia
VII – BIBLIOGRAFIA
Báscia
CALLISTER Jr, W. D. “FUNDAMENTOS DA CIÊNCIA E ENGENHARIA DE 
MATERIAIS”. LTC Editora, 6ª Edição, 2006.
CHIAVERINI, V.; “AÇOS E FERROS FUNDIDOS”, São Paulo, Associação 
Brasileira de Metalurgia e Materiais, 2005;
CALLISTER Jr, W. D. “CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS-UMA 
INTRODUÇÃO”. LTC Editora, 5ª Edição, 2002.
Complementar
GARCIA, A.; SPIM, J. A.; SANTOS, C. A. dos. “ENSAIOS DOS MATERIAIS”. Rio 
de Janeiro, LTC Editora, 2000.
CHIAVERINI, V., “TRATAMENTO TERMICO DAS LIGAS METALICAS” – São 
Paulo, Associação Brasileira de Metalurgia e Materiais, 2003;
CHIAVERINI, V., “METALURGIA DO PÓ” – São Paulo, Associação Brasileira de 
Metalurgia e Metais, 2001.
COLPAERT, H. “Metalografia dos produtos siderúrgicos comuns”. 4ª Edição. 
São Paulo: Edgard Blucher, 2008.
Van Vlack, L. H. Princípios de Ciência dos Materiais. São Paulo: Edgard 
Blucher, 2003. 
Objetivo
Proporcionar aos alunos a integração da teoria com a prática
através da vivência de problemas em aulas de Laboratório.
Correlacionar as microestruturas cristalinas com as
propriedades dos materiais metálicos. Capacitar o aluno
quanto aos procedimentos e metodologias de ensaios para
medição de propriedades mecânicas de materiais metálicos.
Desenvolver no aluno conhecimento sobre processos de
tratamento térmicos objetivando determinadas propriedades.
Propiciar ao aluno noções sobre materiais não metálicos e
seleção de materiais.
Programa do Curso
AULA 1
Prof. Luciano de Lima Lopes
luciano.lopes@docente.unip.br
• Todo projeto de um componente mecânico, ou, mais amplamente,
qualquer projeto de engenharia, requer, para sua viabilização, um vasto
conhecimento das características, propriedades e comportamento dos
materiais disponíveis. Os critérios de especificação ou escolha de
materiais impõem, para a realização dos ensaios, métodos normalizados
que objetivam levantar as propriedades mecânicas e seu comportamento
sob determinadas condições de esforços. Essa normalização é
fundamental para que se estabeleça uma linguagem comum entre
fornecedores e usuários dos materiais, já que e pratica comum a
realização de ensaios de recebimento dos materiais encomendados, a
partir de uma amostragem estatística representativa do volume recebido.
Introdução
Avaliação
Provas
Média = P + R
Aprovação > 7,0
Prova = de 0 a 7 pontos
Relatórios = de 0 a 3 pontos
• Antigamente, devido à produção artesanal, não
havia um controle de qualidade regular dos
produtos fabricados.
• A qualidade do produto era avaliada pelo
comportamento do objeto depois de pronto.
• Atualmente, o controle de qualidade é
avaliado na matéria-prima, no processo de
produção, incluindo a inspeção e os ensaios
finais nos produtos acabados.
Análise da Qualidade do ProdutoAnálise da Qualidade do Produto
“Eu acredito que a indústria automobilística vai
mudar mais nos próximos cinco a 10 anos do que tem
nos últimos 50”
Evolução no Desenvolvimento do ProdutoEvolução no Desenvolvimento do Produto
“Mais de 50% do carro é aço. Por isso, foi 
criado o HSS (High Strength Steel), um 
aço de alta resistência. Você pode diminuir 
pela metade o peso da carroceria. Para 
cada 70 kg que você tira do carro, há uma 
melhoria no consumo de 5% em média”, .
Consideramos aços de alta resistência 
(HSS), com limite de escoamento entre 
210 e 550 MPa, e de ultra alta resistência 
(UHSS) com limite de escoamento acima 
de 550 MPa
Estampagem a quente
PHS (Press Hardenable Steels)
Aços Avançados de Alta Resistência 
(AHSS – Advanced High Strength Steels)
Aços convencionais de alta resistência
( HSS - High Strength Steel )
Aços de Alta ResistenciaAços de Alta Resistencia
Utilização Materiais de Alta Resistencia na estrutura veículoUtilização Materiais de Alta Resistencia na estrutura veículo
Ensaios MecânicosEnsaios Mecânicos
• São considerados como 
ensaios destrutivos
• Tem como objetivo a 
determinação quantitativa ou 
qualitativa das propriedades 
mecânicas dos materiais
• Uso de corpos de prova 
padronizados
Ensaios Mecânicos 
(Propriedades Mecânicas)
Ensaios Mecânicos 
(Propriedades Mecânicas)
• Determinação das Propriedades Mecânicas.
(Avaliam o comportamento do metal quando 
submetido a esforços mecânicos)
F
F
Ensaios Mecânicos Finalidades:Ensaios Mecânicos Finalidades:
• SOLDA – Assegurar a qualidade mínima da solda 
em termos de Propriedades Mecânicas;
- Qualificação do Metal de Adição;
- Qualificação do Procedimento de Soldagem;
- Qualificação de Soldadores.
Ensaios Mecânicos Finalidades:Ensaios Mecânicos Finalidades:
 DESTRUTIVOS:
(Propriedades Mecânicas)
Resultados numéricos
Resultados qualitativos
 NÃO-DESTRUTIVOS:
(Propriedades Físicas)
Detectar falhas internas
Significado dos Ensaios MecânicosSignificado dos Ensaios Mecânicos
18
Exemplos de Ensaios DestrutivosExemplos de Ensaios Destrutivos
19
Exame VisualLíquido Penetrante Partículas Magnéticas
Exemplos de Ensaios Não DestrutivosExemplos de Ensaios Não Destrutivos
Tração :
Compressão: 
Torção:
Cisalhamento:
Flexão:
Tipos de Esforços MecânicosTipos de Esforços Mecânicos
• Através dos ensaios podemos verificar se os materiais
apresentam as propriedades que os tornarão adequados
ao seu uso.
Importância dos Ensaios de MateriaisImportância dos Ensaios de Materiais
• Os ensaios mecânicos consistem
num conjunto de procedimentos
normalizados, que permitem
caracterizar o comportamento
dos materiais quando solicitados
a esforços.
• Determina as propriedades
mecânicas dos materiais.
Ensaios MecânicosEnsaios Mecânicos
• Por quê estudá-los?
 Conhecer as propriedades mecânicas dos
materiais.
 Compreender como as propriedades são
medidas.
 Compreender o que as propriedades
representam.
Ensaios MecânicosEnsaios Mecânicos
• Os ensaios podem ser realizados em
protótipos, no próprio produto final ou em
corpos de prova e, para serem confiáveis,
devem seguir as normas técnicas
estabelecidas.
Ensaios MecânicosEnsaios Mecânicos
Ensaio realizado no produto final
Ensaios MecânicosEnsaios Mecânicos
– ASTM (American Society for Testing and
Materials).
– ABNT (Associação Brasileira de Normas
Técnicas).
Normas TécnicasNormas Técnicas
• Físicas: o material sofre deformações sem
sofrer mudança na composição química.
• Químicas: o material sofre deformação
química.
• Entre as propriedades físicas, destacam-se
as propriedades mecânicas.
Classificação das PropriedadesClassificação das Propriedades
Propriedade é uma característica de um material expressa em
termos da resposta medida para um estímulo específico que é
imposto.
Classificação das PropriedadesClassificação das Propriedades
• As propriedades mecânicas definem o
comportamento do material quando
sujeitos à esforços mecânicos.
• Elas estão relacionadas à capacidade do
material de resistir ou transmitir estes
esforços aplicados sem romper e sem se
deformar de forma incontrolável.
Propriedades MecânicasPropriedades Mecânicas
• A determinação das propriedades mecânicas é
feita através de ensaios mecânicos.
• Utiliza-se normalmente corpos de prova para o
ensaio mecânico, já que por razões técnicas e
econômicas não é praticável realizar o ensaio na
própria peça, que seria o ideal.
• Importante na escolha do material para uma
determinada aplicação, bem como para o projeto
e fabricação do componente.
Propriedades MecânicasPropriedades Mecânicas
 Resistência mecânica
 Elasticidade
 Plasticidade
 Ductilidade
 Fluência
 Fadiga
 Dureza
 Tenacidade
• Cada propriedade está relacionada a capacidade do
material de resistir a esforços mecânicos.
Principais Propriedades MecânicasPrincipais Propriedades Mecânicas
• Resistência mecânica: capacidade que um
material tem de suportar esforços externos
(tração, compressão, flexão, etc.) sem se
romper.
Exemplos de Propriedades MecânicasExemplos de PropriedadesMecânicas
Exemplos de Propriedades MecânicasExemplos de Propriedades Mecânicas
• Elasticidade: capacidade que um material
tem de retornar à sua forma e dimensões
originais quando cessa o esforço que o
deformava.
Exemplos de Propriedades MecânicasExemplos de Propriedades Mecânicas
Exemplos de Propriedades MecânicasExemplos de Propriedades Mecânicas
• Plasticidade: capacidade que um material tem de
apresentar deformação permanente apreciável, sem
se romper.
Exemplos de Propriedades MecânicasExemplos de Propriedades Mecânicas
Estampagem à frio Estampagem à quente
• Ductilidade: é uma medida do grau de deformação
plástica que foi sustentada na fratura.
• Fluência: é a deformação plástica que ocorre num
material, sob tensão constante ou quase constante,
em função do tempo. A fluência ocorre devido à
movimentação de falhas, que sempre existem na
estrutura cristalina dos metais.
Exemplos de Propriedades MecânicasExemplos de Propriedades Mecânicas
• Fadiga: é a ruptura de componentes, sob
uma carga bem inferior à carga máxima
suportada pelo material, devido a solicitações
cíclicas repetidas.
• Dureza: é qualidade ou estado de duro,
rijeza. Duro é definido como difícil de
penetrar ou de riscar.
• Tenacidade: é uma medida da capacidade
de um material para absorver energia até a
fratura.
Exemplos de Propriedades MecânicasExemplos de Propriedades Mecânicas
Tração;
Compressão;
Cisalhamento;
Dobramento;
Flexão;
Embutimento;
Torção;
Dureza;
Fluência;
Fadiga;
Impacto.
• Ensaios destrutivos: são
aqueles que deixam algum
sinal na peça ou no corpo de
prova submetido ao ensaio,
mesmo que estes não
fiquem inutilizados.
Classificação dos Ensaios MecânicosClassificação dos Ensaios Mecânicos
Visual;
Líquido penetrante;
Partículas magnéticas;
Ultra-som;
Radiografia industrial.
• Ensaios não destrutivos:
são aqueles que após sua
realização não deixam
nenhuma marca ou sinal e,
por consequência, nunca
inutilizam a peça ou corpo
de prova.
Classificação dos Ensaios MecânicosClassificação dos Ensaios Mecânicos