15. Propriedades Mecânicas dos Metais pt.2

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Propriedades Mecânicas dos 
Metais
Escoamento (Zona elastoplástica)
• Um pequeno aumento na tensão acima do limite de elasticidade
resultará numa deformação permanente;
• A maioria dos materiais (metálicos) ao ser submetida a uma tensão
de tração crescente, acabam deformando plasticamente antes de se
romper;
• Antes de ser atingida a tensão que caracteriza a resistência mecânica
do material, a relação entre a força aplicada e o alongamento desvia-
se da linearidade a partir da tensão de escoamento;
• A partir deste ponto, passa a acontecer o processo que se denomina
deformação plástica do metal;
Escoamento (Zona elastoplástica)
• Ponto de escoamento -> onde ocorre o afastamento inicial da
linearidade na curva tensão-deformação -> limite de
proporcionalidade;
• Tensão limite de escoamento representa uma medida da sua
resistência a deformação plástica
• Al baixa resistência -> 35 MPa
• Aços de elevada resistência -> 1400 MPa
Escoamento (Zona elastoplástica)
• Comportamento de certas ligas –
especialmente aços de baixo 
teor de carbono
Escoamento (Zona elastoplástica)
• Em alguns materiais a transição elastoplástica é muito bem definida, e
ocorre de uma forma abrupta, no que é conhecido por escoamento
descontínuo;
• Na tensão limite de escoamento superior, a deformação plástica tem
seu início, com uma diminuição real na tensão;
• A deformação que se segue flutua ligeiramente em torno de algum
valor de tensão constante, conhecido por tensão limite de
escoamento inferior;
Escoamento (Zona elastoplástica)
• Subsequentemente, a tensão aumenta com o aumento da
deformação;
• A tensão limite de escoamento é tomada como sendo a tensão média
associada com a tensão limite de escoamento inferior, uma vez que
este ponto é bem definido;
Endurecimento por Deformação
Endurecimento por Deformação
• Quando o escoamento tiver terminado, pode-se aplicar uma carga
adicional ao corpo de prova;
• Resulta em uma curva que cresce continuamente, mas torna-se mais
achatada até atingir uma tensão máxima denominada TENSÃO LIMITE
DE RESISTÊNCIA;
Endurecimento por Deformação
• O material com limite de escoamento é tracionado até um valor
superior ao limite de escoamento;
• Após o descarregamento o material sofre uma recuperação da
deformação elástica;
• Quando recarregado, por ter sofrido encruamento ele passa a
apresentar uma tensão limite de escoamento superior;
Endurecimento por Deformação
Estricção
• No limite de resistência, a área da seção transversal começa a
diminuir em uma região localizada do corpo de prova;
• Após o início da estricção, a tensão começa a cair (devido à
diminuição da seção resistente), até que é atingida a saturação
plástica do metal e, então, ocorre a ruptura;
• Visto que a área na estricção está diminuindo continuamente, a área
menor só pode suportar uma carga decrescente;
• Por consequência, o diagrama tensão-deformação tende a curvar-se
para baixo até o corpo de prova quebrar romper;
Tensão Limite de Resistência
• O Limite de Resistência a Tração, LRT, é a tensão no ponto máximo da
curva tensão-deformação de engenharia.
• Empescoçamento -> A resistência a fratura corresponde à tensão
aplicada quando da ocorrência da fratura.
• LRT pode variar:
• 50 MPa para um alumínio
• 3000 MPa para aços de elevada resistência
* Valores usados em projetos -> tensão limite de escoamento
Tensão Limite de Resistência
Tensão de Ruptura
• Corresponde à tensão que promove a ruptura do material;
• O limite de ruptura é geralmente inferior ao limite de resistência em
virtude de que a área da seção reta para um material dúctil reduz-se
antes da ruptura;
Ductilidade
• Medida da habilidade de um material em ser submetido a uma
deformação antes de sofrer ruptura.
• Pode ser expressa na forma de uma porcentagem de alongamento
(%Al) ou na forma de redução porcentual de área (%R.A.) durante a
tração:
Ductilidade
• Importância:
• Fornece ao projetista uma indicação do grau segundo o qual uma
estrutura irá se deformar plasticamente antes de fraturar;
• Especifica o grau de deformação admissível durante operações de
fabricação;
• Materiais Frágeis -> Deformação de fratura < 5%
Ductilidade
• Representações do comportamento tensão-deformação em tração
para materiais frágeis e materiais dúcteis carregados até a fratura.
Tenacidade
• Medida da capacidade de um material de absorver energia até a
fratura (medida mediante ensaio de impacto);
• Na pratica é a área total abaixo da curva tensão-deformação;
Exercício
1) A partir do comportamento tensão-deformação em tração para a amostra
de latão mostrada na figura a seguir, determine:
a) O módulo de elasticidade;
b) A tensão de escoamento em MPa;
c) A tensão limite de resistência do material sob tração em MPa;
d) A tensão de ruptura em MPa;
e) A carga máxima que pode ser suportada por um corpo de prova cilíndrico
com um diâmetro original de 12,8 mm.
f) A variação no comprimento de um corpo de prova originalmente com
250 mm que é submetido a uma tensão de tração de 345 MPa.
Exercício
2) Um corpo de prova cilíndrico, de aço, com diâmetro original de 12,8
mm é testado sob tração até a sua fratura, sendo determinado que ele
possui uma tensão de fratura de 460 MPa. Se o seu diâmetro da seção
reta no momento da fratura é de 10,7 mm, determine:
a) A ductilidade em termos da redução de área percentual.
b) A tensão verdadeira no momento da fratura.
Curvas de Tração de Materiais 
Frágeis (Materiais Cerâmicos)
Curvas de Tração de Materiais 
Poliméricos
• Relação entre a tensão e a deformação para:
• A- polímero frágil;
• B- polímero plástico;
• C- elastômero
Curvas de Tração de Materiais 
Poliméricos parcialmente Cristalinos
• O limite de escoamento superior corresponde ao início da formação
de pescoço (estricção);
• A tensão cai até o limite inferior de escoamento devido à diminuição
da seção resistente;
• Na região do pescoço, as cadeias moleculares se orientam, o que leva
a um aumento localizado de resistência;
Curvas de Tração de Materiais 
Poliméricos parcialmente Cristalinos
• Em consequência, a deformação plástica prossegue em uma região
vizinha à do pescoço (de menor resistência), resultando em um
aumento do comprimento do pescoço;
• A tensão de escoamento aumenta devido ao aumento da resistência
do polímero (alinhamento de cadeias).