Propriedade dos materiais

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CENTRO TECNOLOGICO POSITIVO 
 
 
 
 
WELINTON SGODA DINIZ 
 
 
 
 
 
CIÊNCIA DOS MATERIAIS 
 
 
 
 
 
 
CURITIBA 
2017 
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Sumário 
INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 4 
ENSAIO DE TRAÇÃO ........................................................................................... 5 
DUREZA ................................................................................................................ 7 
TENACIDADE ........................................................................................................ 9 
RESILIÊNCIA ....................................................................................................... 10 
DUCTILIDADE ..................................................................................................... 11 
 
 
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Índice de Figuras 
Figura 1 - Ensaio de tração ................................................................................ 6 
Figura 2 - Dispositivo de ensaios ....................................................................... 6 
Figura 3 - Ensaio de dureza ............................................................................... 8 
Figura 4 - Tenacidade ........................................................................................ 9 
Figura 5 - Molas de compressão ...................................................................... 10 
Figura 6 - Fios de cobre ................................................................................... 11 
 
 
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INTRODUÇÃO 
 
 Conhecer as propriedades mecânicas dos materiais é muito importante no 
mundo industrial. Cada tipo de material possui particularidades específicas e 
muitas delas só são descobertas em laboratório. Saber a dureza de um material 
por exemplo é extremamente importante na concepção de um dispositivo, onde 
ela pode determinar de quanto em quanto tempo acontecerá a troca de uma 
ferramenta, ou quanto de estoque deve haver para caso de manutenção. 
 Essa e muitas outras propriedades são importantes no mundo industrial 
 
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ENSAIO DE TRAÇÃO 
O projeto de um componente mecânico ou equipamento industrial requer 
conhecimento das propriedades dos materiais disponíveis. Para a seleção de um 
tipo de material para o projeto são avaliadas as suas propriedades mecânicas e 
seu comportamento mecânico. Estas características são obtidas através de 
ensaios mecânicos normalizados. As principais associações de normas técnicas 
fornecem as normas que descrevem o procedimento do ensaio, bem como 
requisitos mínimos de resistência mecânica e dureza para diversas classes de 
aços e ferros-fundidos. Desta forma se estabelece uma linguagem comum entre 
fornecedores e usuários do setor industrial metal mecânico. 
 Um dos métodos para 
se verificar a resistência mecânica de um metal consiste em submeter um corpo 
de prova ao ensaio de tração. Para entender o princípio deste ensaio, imagine 
que se aplica determinada carga de tração uma barra de seção transversal 
constante que seja suficiente para rompê-la. Porém, quando se aplica a mesma 
carga a uma outra barra com maior área de seção transversal esta não se rompe. 
 De fato, existe uma 
relação de dependência entre a área de seção de uma peça e sua resistência 
mecânica, frente à uma carga constante F aplicada. Portanto, para se medir a 
resistência de um material é necessário correlacionar a força aplicada à área de 
seção da peça. Esta propriedade tem o nome de tensão mecânica 
Características gerais 
 Consiste na aplicação de carga de tração uniaxial crescente em um corpo 
de prova especifico até a ruptura. Trata-se de um ensaio amplamente utilizado na 
indústria de componentes mecânicos, devido às vantagens de fornecer dados 
quantitativos das características mecânicas dos materiais. 
 Com esse tipo de ensaio, pode-se afirmar que praticamente as 
deformações promovidas no material são uniformemente distribuídas em todo o 
seu corpo, pelo menos até ser atingida uma carga máxima próxima do final do 
ensaio e, como é possível fazer com que a carga cresça numa velocidade 
razoavelmente lenta durante todo o teste, o ensaio de tração permite medir 
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satisfatoriamente a resistência do material. 
 A uniformidade termina no momento em que é atingida a carga máxima 
suportada pelo material, quando começa a aparecer o fenômeno da estricção ou 
da diminuição da secção do provete, no caso de matérias com certa ductilidade. A 
ruptura sempre se dá na região mais estreita do material, a menos que um defeito 
interno no material, fora dessa região, promova a ruptura do mesmo, o que 
raramente acontece. 
 
Figura 1 - Ensaio de tração 
Exemplo 
A precisão de um ensaio de tração depende, evidentemente, da precisão 
dos aparelhos de medida que se dispõe. Com pequenas deformações, pode-se 
conseguir uma precisão maior na avaliação da tensão ao invés de detectar 
grandes variações de deformação, causando maior imprecisão da avaliação da 
tensão 
 
Figura 2 - Dispositivo de ensaios 
 
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DUREZA 
Dentre todas as propriedades mecânicas, a dureza aparece como uma das 
mais importantes à serem consideradas. Define-se por dureza a capacidade que 
um material possui de resistir à deformação plástica localizada, deformação essa 
que é permanente. 
 Uma forma mais simples ainda de explicar o conceito de dureza seria dizer 
que é a capacidade que um material possui de riscar outro, evidenciando, 
portanto, a relação dessa deformação no material com a sua estrutura atômica. 
Ainda é possível dar significados mais específicos conforme a área de estudo, na 
mecânica enfatiza-se a penetração no material, na usinagem a resistência ao 
corte, na mineralogia resistência ao risco, por fim, na metalurgia resistência à 
deformação. 
 Para avaliar os índices de dureza que um material possui, submete-se o 
material a um dos diversos ensaios de dureza existentes. Inicialmente os ensaios 
de dureza eram realizados em minerais naturais, estudando-se apenas a 
habilidade que um material possuía de riscar outro, e posteriormente 
classificando-os em escalas que diriam quais eram os materiais com melhores 
propriedades de dureza. Ao longo dos anos foi-se desenvolvendo técnicas mais 
apuradas para determinar a dureza, ensaios onde um penetrador é forçado contra 
a superfície de um material, onde seria possível controlar a carga aplicada pelo 
penetrador sobre o material estudado. 
 Após feita a penetração mede-se a profundidade ou o tamanho da 
impressão deixada pelo penetrador, sendo que quanto mais macio for um 
material, maior será a impressão nele deixada e menor será o índice de dureza, 
em contrapartida quanto mais duro for o material, menor será a impressão e maior 
o índice de dureza. 
 Especialistas apontam que devesse levar muito em consideração que um 
ensaio de dureza apresenta valores relativos de medidas, portanto não se deve 
toma-los como absolutos, deve-se ainda ter muito cuidado ao estabelecer 
comparações sobre valores obtidos ao aplicar diferentes técnicas, todavia através 
desses ensaios podemos obter além do conhecimento ao desgaste e a 
resistência, um controle de qualidade em processos e tratamento dos materiais. 
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Características gerais 
Existem diversos tipos de ensaios de dureza, essa variedade ocorre pelo 
fato de serem mais baratos que os demais ensaios mecânicos, além de serem 
não-destrutivos e apresentarem outra vantagem de que através da dureza é 
possível estimar outras propriedades de um material. Osensaios de dureza se 
dividem em: Dureza por risco; Dureza por choque ou ressalto; Dureza por 
penetração. 
 
Figura 3 - Ensaio de dureza 
 
 
 
 
 
 
 
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TENACIDADE 
 A Tenacidade é a resistência que o material possui ao choque ou a 
percussão (pancada) sem se romper, ou seja, um material tenaz é aquele que 
possui um alto grau de deformação sem se romper. Em outras palavras, a 
tenacidade é quantidade de energia mecânica que o material pode absorver sem 
se fraturar. 
 
Figura 4 - Tenacidade 
Características gerais 
 No âmbito da Física, a tenacidade (cuja unidade é J/m3) consiste em uma 
propriedade mecânica dos metais, de absorção de energia, que indica a sua 
resistência, quando lhe é aplicada uma força de tração, podendo levar à 
deformação ou até à ruptura. Nos objetos com elevada tenacidade, as moléculas 
apresentam grande coesão entre elas.Se trata de uma propriedade mecânica 
como a ductilidade (capacidade de alguns materiais de sofrerem deformação 
sem se romperem) e a resiliência (capacidade de absorver energia mecânica, 
quando submetido a situações de estresse, como rupturas). 
 Exemplo 
O diamante e o vidro embora sejam muito duros, são poucos tenazes; 
entenda bem: eles resistem ao risco, porém, não a pancadas (percussão); com a 
madeira ocorre exatamente o inverso, isto é, ela resiste a pancadas, mas não ao 
risco; o ferro doce (ferro quase puro) é mais tenaz e menos duro que o ferro 
fundido. 
 
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RESILIÊNCIA 
 A resiliência é determinada pela quantidade de energia devolvida após a 
deformação, por aplicação de uma tensão. É nada mais que a capacidade de o 
material voltar ao seu estado normal, após uma deformação, no caso de aplicar 
uma força, aumentar a pressão sobre o material, que vai lhe causar um 
trauma. Como é o caso das molas de compressão que mantém o seu estado 
após o seu trabalho. 
 
Figura 5 - Molas de compressão 
 O uso de um elástico que, sofrendo uma pressão, modifica sua estrutura 
original para, em seguida, voltar a ela, esse é um exemplo de um material com 
uma grande capacidade de resiliência, outro exemplo que podemos utilizar, é, 
alumínio utilizado para fabricação de janelas, ele ao ser deformado, não volta a 
sua forma original, e hoje temos no mercado as janelas feitas com PVC, um 
material com um resiliência bem maior que o alumínio. Quanto maior for a 
resiliência, maior será a quantidade de energia restituída. 
 
 
 
 
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DUCTILIDADE 
 A ductibilidade de um material é a capacidade de ele ser deformado sem 
ocorrer a ruptura. A maioria dos metais possui um grau moderado de ductilidade 
à temperatura ambiente, contudo, alguns se tornam frágeis à medida que a 
temperatura é reduzida. Um conhecimento da ductilidade dos materiais é 
importante, pois dá uma indicação do grau segundo o qual uma estrutura irá se 
deformar plasticamente antes de sofrer uma ruptura, bem como especifica o grau 
de deformação permissível durante operações de fabricação. Os materiais frágeis 
são aqueles que possuem deformação de fratura inferior a aproximadamente 
5%. 
 
Figura 6 - Fios de cobre 
 
Alguns metais são extremamente dúcteis, podendo ser estriados em fios, 
como o Cobre, laminados em folhas, como o Alumínio, e até martelados, sem ao 
menos se partirem. 
 
 
 
 
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