Conteúdo 4 - Propriedades Gerais dos Materiais

Prévia do material em texto

MATERIAIS I
Propriedades Físicas dos Materiais;
Propriedades Mecânicas;
Propriedades Elétricas;
Propriedades Térmicas;
Propriedades Magnéticas
Propriedades Químicas
PARA INICIARMOS ESSA DISCUSSÃO COM CHAVE DE OURO, QUE TAL ASSISTIRMOS ESTE VÍDEO ABAIXO ANTES?!?!
SE O VÍDEO ACIMA NÃO ABRIR, CLICAR NO LINK VERDE!
https://drive.google.com/open?id=0B2xz5nGLTgWyMlhYeGNRNzJJYms 
INTRODUÇÃO
Quando paramos para pensar sobre os materiais, surgem diversas perguntas; tais como?
Por que plástico é plástico?
Por que o alumínio é mais leve que o aço?
Por que a borracha, mesmo depois de esticada, volta ao seu estado natural?
Por que o cobre conduz eletricidade e o plástico não?
NOTA: Cada material têm sua “personalidade”, essa personalidade é avaliada, principalmente, nas propriedades físicas e químicas dos materiais.
PROPRIEDADES GERAIS DOS MATERIAIS
Estuda as características do material e seu comportamento frente a fenômenos físicos;
Propriedades físicas mais relevantes:
PROPRIEDADES GERAIS DOS MATERIAIS
Mecânica
Elétricas
Térmicas
Magnéticas
Químicas
ANTES DE FALARMOS DAS PROPRIEDADES NO GERAL, QUE TAL FALARMOS PRIMEIRAMENTE DOS ESFORÇOS AOS QUAIS OS MATERIAIS PODEM ESTAR EXPOSTOS?!?
 A
7
CONHECENDO ALGUNS ESFORÇOS AOS QUAIS OS MATERIAIS ESTÃO EXPOSTOS
Se você parar para observar;
Crianças brincando de cabo-de-guerra;
Ou uma dona de casa torcendo um pano de chão;
Ou ainda um ginasta fazendo acrobacias numa cama elástica;
Pois bem, o material que elas usam, estão sofrendo constantes esforços;
Para garantir a eficiência desses equipamentos, eles precisam ser ensaiados;
Veja abaixo, uma figura esquemática de alguns ensaios de qualidade a serem realizados com os materiais:
Esses ensaios, são feitos para avaliar materiais que sofrem esforços mecânicos, tais como demonstrados acima;
Esses esforços são, respectivamente:
	
Esforço de Tração;
Esforço de Compressão;
Esforço de Flexão;
Esforço de Torção;
Esforço de Flambagem;
Esforço de Cisalhamento;
Vamos relembrar um a um, como funcionam?!?
ESFORÇO DE TRAÇÃO
Força atuante que tende a provocar o alongamento do Corpo de Prova provocando a sua ruptura.
https://drive.google.com/open?id=0B2xz5nGLTgWyajNJbWwwOHIxN0E 
SE O VÍDEO NÃO ABRIR, CLICLAR NO LINK ACIMA:
ESFORÇO DE COMPRESSÃO
Aplicar força de compressão sobre o mesmo objetivando verificar o ponto ao qual o material passa a deformar lateralmente (para os dúcteis) ou se romper para os mais duros.
SE O VÍDEO NÃO ABRIR, CLICLAR NO LINK ACIMA:
https://drive.google.com/open?id=0B2xz5nGLTgWyMGFkMGhDdXJHRWs 
ESFORÇO DE FLEXÃO
Provocar uma força no sentido longitudinal do material a fim de verificar o momento inicial da deformação plástica;
SE O VÍDEO NÃO ABRIR, CLICLAR NO LINK ACIMA:
https://drive.google.com/open?id=0B2xz5nGLTgWydVo3RmRhV09DM00 
ESFORÇO DE TORÇÃO
Forças que atuam em um mesmo CP, girando em sentido contrário a sua estrutura até o rompimento.
SE O VÍDEO NÃO ABRIR, CLICLAR NO LINK ACIMA:
https://drive.google.com/open?id=0B2xz5nGLTgWyenIwVzNQWE05Zkk 
ESFORÇO DE FLAMBAGEM
Um esforço de compressão sobre uma barra transversal que tende a produzir uma curvatura;
Abaixo, refere-se ao vídeo de uma ponte cujo não tinha um bom coeficiente de flambagem;
SE O VÍDEO NÃO ABRIR, CLICLAR NO LINK ACIMA:
https://drive.google.com/open?id=0B2xz5nGLTgWyNmFCZHd0RXdQTnc 
ESFORÇO DE CISALHAMENTO
Forças que tendem a produzir um efeito de corte, isto é, um deslocamento linear entre as secções transversais.
SE O VÍDEO NÃO ABRIR, CLICLAR NO LINK ACIMA:
https://drive.google.com/open?id=0B2xz5nGLTgWyb3VSSExuX2RnMjA 
NOTAS:
Esses esforços podem se apresentar de forma isolada ou combinada;
2. A capacidade que o corpo tem de resistir a esses esforços, é definida por testes, conforme mostrado anteriormente.
PROPRIEDADES MECÂNICAS DOS MATERIAIS
Resistência Mecânica (esforços mecânicos);
Resistência ao Impacto;
Resistência a Fadiga;
Dureza;
Elasticidade;
Plasticidade;
Maleabilidade;
Ductilidade;
Tenacidade;
Fragilidade;
Resiliência;
Fluência
As propriedades mecânicas aparecem quando o material fica exposto aos esforços mecânicos, tais como:
2 - RESISTÊNCIA AO IMPACTO
Propriedade que o material possui de absorver energia de impacto sem sofrer avarias;
Excelentes para serem utilizados em ambientes que estão sujeitos a choques;
Os valores da capacidade de resistência são definidos em laboratórios;
Veja o exemplo na figura a seguir:
Martelete Pneumático: a força exercida de perfuração, aciona o mecanismo que provoca batidas no eixo central. 
SE O VÍDEO ACIMA NÃO ABRIR, CLICAR NO LINK VERDE!
https://drive.google.com/open?id=0B2xz5nGLTgWycnZ2OVdvdWhvVFE 
A fadiga é responsável por 50% à 70% das falhas nos materiais;
O QUE OCORRE  é a redução gradual da capacidade de carga de certo material, ocorre em função de movimentos repetitivos que provocam microfissuras em sua estrutura através de deformações plásticas nela, com isso, o esforço sobre as outras regiões passa a ser plástico também, acarretando em uma ruptura futuramente;
Nota-se que isso pode ocorrer mesmo quando o material está sujeito aos esforços apenas na zona elástica;
De uma forma coloquial, trata-se do cansaço do aço;
3 – RESISTÊNCIA A FADIGA
SE O VÍDEO ACIMA NÃO ABRIR, CLICAR NO LINK VERDE!
https://drive.google.com/open?id=0B2xz5nGLTgWyR1JIb1RFeS01S3M 
VEJA ABAIXO EXEMPLO DE PEÇAS QUE SOFREM ESFORÇOS REPETITIVOS
4 - DUREZA
Pode-se definir como resistência do material a deformação;
Capacidade de um material resistir a deformações; arranhões; corte; recorte ou penetração;
Quanto maior a dureza, maior a resistência a deformação;
A figura abaixo mostra uma engrenagem que sofreu uma falha por escoamento, o que configura uma baixa dureza.
NOTA: Duas peças em contato, sempre a que sofrerá o desgaste será a peça de menor dureza.
Propriedade que o material tem de retornar a forma original quando extinta a força que atua sobre ele;
Ex: Molas.
5 – ELASTICIDADE
6 - PLASTICIDADE
Diz-se plasticidade, característica que o material têm de se deformar plasticamente sem sofrer a ruptura;
Essa deformação não provoca grandes alterações estrutura cristalina do material;
Exemplo de plasticidade é a conformação de um tubo a partir de uma chapa metálica;
Isso só é possível devido a capacidade plástica de um material;
IMPORTANTE:
“A DEFORMAÇÃO PLÁSTICA DE UM MATERIAL AINDA PODE SER CONSIDERARDA COMO:
1 – MALEÁVEL
OU
2 – DUCTIL”
30
MALEABILIDADE:
Um material se caracteriza como maleável, quando sob esforço de qualquer natureza, não sofre rupturas ou alterações na estrutura cristalina;
É considerado maleável aquele que se deforma e pode ser conformado novamente quantas vezes desejar;
Isso pode ser a quente ou a frio; 
ex: (conformação por martelamento);
DUCTILIDADE 
Capacidade de o material se deformar plasticamente, sem se romper em um processo de estiramento (transformar em fios), por exemplo;
Veja a imagem abaixo:
7 - TENACIDADE
Diz – se como material tenaz, aquele que tem a capacidade de absorver muita energia antes da ruptura;
Ex: Cabeça de rebite. Fio de Cobre...
Essa característica é bem observada no gráfico de Tensão x Deformação; 
Veja a seguir:
Entende-se por material frágil, aquele que se rompe com uma zona de deformação elástica mínima;
Aquele material que possui uma baixa capacidade de absorver energia;
Veja exemplos abaixo:
8 - FRAGILIDADE
Dentro do gráfico Tensão x Deformação, resiliente é quando um material tem boa capacidade de absorver energia na zona elástica;
Ex: Um feixe de molas, conforme imagem abaixo, absorve muita energia em regime elástico.
9 - RESILIÊNCIA
Fenômeno de alongamento contínuo que pode ocasionar a ruptura do material;
Isso, normalmente ocorre quando o material está exposto a carga de tração constante sob altas temperaturas;
Esse escoamentopoderá ocorrer mesmo quando a força de tensão for menor que a tensão de escoamento do material para aquela temperatura;
O escoamento a temperaturas ambientes é tão baixo que chega a ser desprezível;
Pode ser definida como deformação lenta e progressiva de um material com o tempo sob uma tensão constante.
10 - FLUÊNCIA
Ex: uma turbina a jato de um avião
PROPRIEDADES ELÉTRICAS DOS MATERIAIS
Propriedades que certos materiais possuem de conduzir a energia elétrica;
Pode-se afirmar que todos os metais são condutores;
Os materiais que impedem a passagem de corrente elétricas são chamados de isolantes;
CONDUTIBILIDADE ELÉTRICA
NOTA: O alumínio, embora possua apenas 40% da capacidade de transmissão de energia, quando comparado ao cobre, é largamente utilizado devido ao custo e benefício em redes de transmissão de energia.
Algumas ligas, como cromo + níquel ou ferro + níquel oferecem resistência a passagem de corrente elétrica;
Por isso são utilizadas para fabricação de resistências elétricas de chuveiros;
Outros exemplos são: 
Cerâmicas;
Plásticos;
Borrachas;
Óleos...
RESISTIVIDADE ELÉTRICA
PROPRIEDADES TÉRMICAS DOS MATERIAIS
São matérias que oferecem boa condutibilidade ao calor;
Serve como exemplo, em ordem decrescente de condutibilidade:
Prata;
Cobre;
Alumínio;
Latão;
Zinco;
Aço;
Chumbo;
Corpos mau condutores de calor, decrescem em condutibilidade
Pedra;
Vidro;
Madeira;
Papellll
CONDUTIVIDADE TÉRMICA
Propriedade pelo qual o corpo aumenta de tamanho quando submetido ao calor;
A dilatação térmica poderá ser linear, superficial e volumétrica.
DILATAÇÃO
PROPRIEDADES MAGNÉTICAS DOS MATERIAIS
É a propriedade que um material pode possuir de ficar magnetizado ou não sob ação de um estimulo magnético, ou seja, é o grau de magnetização de um material em resposta a um campo magnético;
Na natureza existem alguns materiais que na presença de material magnético se tornam imantados;
Esses materiais podem ser classificados como:
Ferro magnético;
Paramagnético
Diamagnético.
FERROMAGNÉTICOS
São materiais que se imantam fortemente na presença de um campo magnético;
Os materiais ferromagnéticos são fortemente atraídos para campos magnéticos;
Exemplo de ferromagnéticos:
Ferro;
Cobalto;
Níquel;
E ligas formadas por essas substâncias.
PARAMAGNÉTICOS
Esses materiais possuem elétrons desemparelhados ou seja, elétrons livres na última camada de valência;
Na presença de um campo magnético se alinham formando um imã;
Por isso, tem a capacidade de provocar um leve aumento na intensidade do valor do campo;
Esses materiais são levemente atraídos por um campo magnético;
Exemplos;
Alumínio;
Magnésio;
Sulfato de cobre;
Entre outros...
Esses materiais, na presença de um campo magnético, tem seus elétrons da camada de valência orientados no sentido contrário ao campo, ou seja se repelem;
Exemplos;
Bismuto;
Cobre;
Prata;
Chumbo;
Entre outros...
DIAMAGNÉTICOS
PROPRIEDADES QUÍMICAS DOS MATERIAIS
É a propriedade que o material tem de evitar danos causados por outros materiais que possam deteriora-lo;
Resistência a corrosão química;
Resistência a oxidação;
NOTA: A NECESSIDADE DE UTILIZAÇÃO DE METAIS A ALTAS TEMPERATURAS E EM MEIOS ALTAMENTE CORROSIVOS, TEM LEVADO A OBTENÇÃO DE NOVAS LIGAS ESPECIAIS;
FIM!!