Aula 1 Propriedades Mecanicas I

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Materiais para Produção Industrial 
Professor: Alex Moraes
UNIVERSIDADE SALGADO DE OLIVEIRA
Campus RECIFE
Curso: Engenharia de Produção
Disciplina: Materiais para Produção Industrial 
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Aula 1
PROPRIEDADES MECÂNICAS 
DOS METAIS
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Aula 1 - Propriedades Mecânicas dos Metais
POR QUÊ ESTUDAR?
A determinação e/ou conhecimento das propriedades
mecânicas é muito importante para a escolha do
material para uma determinada aplicação, bem como
para o projeto e fabricação do componente.
As propriedades mecânicas definem o comportamento
do material quando sujeitos à esforços mecânicos, pois
estas estão relacionadas à capacidade do material de
resistir ou transmitir estes esforços aplicados sem
romper e sem se deformar de forma incontrolável.
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ALGUMAS PROPRIEDADES
Resistência à tração
Elasticidade
Ductilidade
Fluência
Fadiga
Dureza
Tenacidade
Cada uma dessas propriedades está associada à
habilidade do material de resistir às forças mecânicas
e/ou de transmiti-las
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TIPOS DE TENSÕES
Tração
Compressão
Cisalhamento
Torção
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COMO DETERMINAR AS PROPRIEDADES MECÂNICAS?
A determinação das propriedades mecânicas é feita
através de ensaios mecânicos.
Utiliza-se normalmente corpos de prova (amostra
representativa do material) para o ensaio mecânico,
já que por razões técnicas e econômicas não é
praticável realizar o ensaio na própria peça, que seria
o ideal.
Geralmente, usa-se normas técnicas para o
procedimento das medidas e confecção do corpo de
prova para garantir que os resultados sejam
comparáveis.
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NORMAS TÉCNICAS
ASTM
(American Society for Testing and Materials);
ABNT
(Associação Brasileira de Normas Técnicas);
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TESTES - PROPRIEDADES MECÂNICAS DOS METAIS
Resistência à tração (elongação)
Resistência à compressão
Resistência à torção
Resistência ao choque 
Resistência ao desgaste
Resistência à fadiga
Dureza
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RESISTÊNCIA À TRAÇÃO
É medida submetendo-se o material à uma carga ou
força de tração, paulatinamente crescente, que
promove uma deformação progressiva de aumento
de comprimento
NBR-6152 para metais
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ESQUEMA DE MÁQUINA PARA ENSAIO DE TRAÇÃO
Sistema de aplicação de carga
Dispositivo para prender o corpo de prova
Sensores que permitam medir a tensão aplicada e a
deformação promovida (extensiômetro)
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RESITÊNCIA À TRAÇÃO
TENSÃO () X Deformação ()
= F/Ao
Unidade (Kgf/cm2 ou Kgf/mm2 ou N/ mm2)
Ao = Área inicial da seção reta transversal
F = Força ou carga
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Como efeito da aplicação de uma tensão tem-se a
deformação (variação dimensional).
Deformação()= lf-lo/lo= l/lo
lo= comprimento inicial
lf= comprimento final
A deformação pode ser expressa:
O número de milímetrosa de deformação por milímetros de
comprimento
O comprimento deformado como uma percentagem do comprimento
original
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Comportamento dos metais quando submetidos à tração
Resistência à tração
Dentro de certos limites,
a deformação é proporcional
à tensão (a lei de Hooke é 
obedecida)
Lei de Hooke:  = E 
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Aplicações:
PROPRIEDADES MECÂNICAS DOS AÇOS ESTRUTURAIS
DIAGRAMA TENSÃO-DEFORMAÇÃO
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ELASTICIDADE
Elasticidade de um material é a sua capacidade de voltar à forma
original em ciclo de carregamento e descarregamento. A
deformação elástica é reversível, ou seja, desaparece quando a
tensão é removida.
A deformação elástica é conseqüência da movimentação dos
átomos constituintes da rede cristalina do material, desde que a
posição relativa desses átomos seja mantida.
A relação entre os valores da tensão e da deformação linear
específica, na fase elástica, é o módulo de elasticidade, cujo valor
é proporcional às forças de atração entre os átomos. Nos aços, o
módulo de elasticidade vale aproximadamente 20 500 kN/cm2
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PLASTICIDADEDeformação plástica é a deformação permanente provocada por
tensão igual ou superior à fp - resistência associada ao limite de
proporcionalidade. É o resultado de um deslocamento
permanente dos átomos que constituem o material, diferindo,
portanto, da deformação elástica, em que os átomos mantêm as
suas posições relativas.
A deformação plástica altera a estrutura interna do metal,
tornando mais difícil o escorregamento ulterior e aumentando a
dureza do metal. Esse aumento na dureza por deformação
plástica, quando a deformação supera es , é denominado
endurecimento por deformação a frio ou encruamento e é
acompanhado de elevação do valor da resistência e redução da
ductilidade do metal.
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DUCTILIDADE
Ductilidade é a capacidade dos materiais de se deformar sem se
romper. Pode ser medido por meio do alongamento (e ) ou da
estricção, ou seja a redução na área da seção transversal do corpo
de prova.
Quanto mais dúctil o aço, maior será a redução de área ou o
alongamento antes da ruptura. A ductilidade tem grande
importância nas estruturas metálicas, pois permite a redistribuição
de tensões locais elevadas.
As barras de aço sofrem grandes deformações antes de se romper,
o que na prática constitui um aviso da presença de tensões
elevadas.
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Exercício 1 – Cálculo do Alongamento
Um pedaço de cobre originalmente com 305 mm de
comprimento é puxado em tração com uma tensão de 276 Mpa.
Se a sua deformação é inteiramete elástica, qual será o
alongamento resultante?
Dado: Módulo de elasticidade do cobre é 110 GPa
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Exercício 2 – Cálculo do Alongamento
Determinar o alongamento, nas mesmas condições do exercício
anterior, supondo que o material do corpo de prova seja:
a) Magnésio
b) Alumínio
c) Latão
d) Titânio
e) Níquel
f) Aço
g) Tungstênio
Compare os valores encontrados e comente.
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Dados:
Módulo de Elasticidade (em GPa)
a) Magnésio = 45
b) Alumínio = 69
c) Latão = 97
d) Titânio = 107
e) Níquel = 207
f) Aço = 207
g) Tungstênio = 407