ENCONTRO 5 MATERIAIS PARA CONSTRUÇÃO MECÂNICA

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Coordenação de Engenharia Mecânica Industrial
MCTR0001 – Processos de Fabricação
Recife, 22 de setembro de 2017
Encontro 5
Materiais para Construção Mecânica – Parte 1
Prof. Rogério Pontes de Araújo
Prof. Rogério Pontes de Araújo
O que “não” é permitido
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Recife, 
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Características dos Materiais Utilizados em Engenharia
Onde os materiais 
estão presentes?
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Quais materiais 
existem hoje?
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Polímeros
Semicondutores e 
Supercondutores
Biomateriais
Nanomateriais
Compósitos
Madeiras e 
Vegetais
Cerâmicos
Metais e 
Ligas
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Como selecionar 
corretamente um 
material?
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Identidade dos Materiais
Propriedades dos Materiais 
 Propriedades Físicas
 Propriedades Químicas
 Propriedades Térmicas
 Propriedades Elétricas
Propriedades Mecânicas
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Propriedades Mecânicas
 Limite de resistência à tração;
 Limite de escoamento;
 Tenacidade;
 Resiliência;
 Dureza;
 Resistência à fadiga.
•
•
•
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T
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Ensaios Mecânicos
São métodos normatizados que objetivam
determinar as propriedades mecânicas e o
comportamento do material sob determinadas
condições de esforços.
Destrutivos
Não destrutivosFonte: SOUZA, 1982.
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Ensaios Mecânicos
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Ensaios Não Destrutivos
Não comprometem a integridade da peça
Raios X Inspeção Visual
Ultra som Líquidos Penetrantes
•
•
•
Raios γ
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Ensaios Destrutivos
Provocam inutilização total ou parcial da peça
Tração Compressão Dureza
Fadiga Torção
•
•
•
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Normas Técnicas
 O procedimento de cada ensaio é descrito em normas técnicas
nacionais e internacionais como:
ISO – International Standard Organization;
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas;
DIN – Deutsche Industrie Normen;
ASTM – American Society for Testing and Materials;
ASME – American Society of Mechanical Engineers.
 A geometria das amostras a serem ensaiadas (chamadas de corpos
de prova) e as condições técnicas de condução de cada ensaio são
descritas nas normas técnicas.
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 Aplicação de carga de tração uniaxial crescente em um corpo-
de-prova até a ruptura;
F
F Máquina de tração
 Mede-se a variação de comprimento como função da carga
aplicada.
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Ensaio de Tração
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 Fornece dados quantitativos das características dos materiais;
 Os corpos-de-prova são normatizados (NBR-6152 – ABNT).
 É o mais amplamente utilizado pela simplicidade e rapidez;
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Ensaio de Tração
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Diagrama Tensão x Deformação:
ɛ
[%]
σ [N/mm2]
0
Região
Elástica
Região
Plástica
Limite de 
Proporcionalidade
σP
σE
Limite de 
Escoamento
σU
Limite de Resistência 
à Tração
σR
Tensão de 
Ruptura
α
Módulo de 
Tenacidadetg α = E
Módulo de 
elasticidade
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Ensaio de Tração
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Ensaio de Tração
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Ensaio de Tração
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Ensaio de Tração
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Ensaio de Tração
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Ductilidade:
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Ensaiode Tração
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Ensaio de Tração
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Propriedades Elásticas dos Materiais
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Propriedades Elásticas dos Materiais
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Propriedades Elásticas dos Materiais
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Recuperação da 
deformação elástica
Recuperação Elástica:
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Propriedades Elásticas dos Materiais
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Ensaio de Compressão
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 Impressão de uma pequena marca feita na superfície da peça pela
aplicação de pressão com uma ponta de penetração.
 Fornece dados quantitativos das características de resistência à
deformação permanente das peças produzidas.
Durômetro
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Ensaio de Dureza
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Formas de Indentação
Vista lateral Vista de topo Carga Fórmula do número de dureza
Indentador
(Penetrador)
Ensaio
Brinell
Microdureza
Vickers
Microdureza
Knoop
Rockwell e
Rockwell
Superficial
Esfera de aço 
ou carboneto 
de tungstênio 
com 10 mm de 
diâmetro
Pirâmide de 
diamante
Pirâmide de 
diamante
Cone de 
diamante 1/16”, 
1/8”, 1/4”, 1/2” de 
diâmetro da 
esfera de aço
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Ensaio de Dureza
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Ensaio de Dureza
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 Aplicação de uma carga rotativa em um corpo-de-prova
geralmente de geometria cilíndrica.
 Mede-se o ângulo de deformação (θ) em função do torque (T).
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Ensaio de Torção
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 Aplicação de uma carga crescente em determinados pontos em
uma barra de geometria padronizada.
 Mede-se o valor da carga versus a deformação transversal
máxima.
Máquina de flexão Ensaio de flexão em 3 pontos Ensaio de flexão em 4 pontos
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Ensaio de Flexão
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 Aplicação de carga na forma de esforços por choque;
 Mede-se a energia absorvida pelo corpo de prova.
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Ensaio de Impacto
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 Mede-se o número de ciclos até a nucleação ou propagação da
trinca.
 Aplicação de carga cíclica em corpo de prova apropriado e
padronizado segundo o tipo de ensaio a ser realizado.
As cargas cíclicas podem ser :
 Axial (tração – compressão);
 Flexão (dobramento);
 Torção (carga rotativa).
Máquina de ensaio de fadiga em molas
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Ensaios de Fadiga
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 Aplicação de uma carga inicial e constante em um material durante um
período de tempo, quando submetido a temperaturas elevadas.
 O objetivo é determinar a vida útil do material nessas condições.
Máquina de ensaio de fluência
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Ensaio de Fluência
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Ensaio de Embutimento:
F F F F
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Ensaios de Fabricação
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Ensaio de Dobramento:
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Ensaios de Fabricação