Artigo 05- Ensaios

Prévia do material em texto

MATERIAIS METÁLICOS: ENSAIO DE TRAÇÃO, COMPORTAMENTO MECÂNICO E ANÁLISE MICROESTRUTURAL
Maria Eduarda Mansoto Tech
RESUMO
Avaliar as propriedades mecânicas e a microestrutura dos materiais é de suma importância para melhorar seu desempenho. Esse artigo possui como objetivo a comparação do desempenho mecânico e das microestruturas de diversas ligas metálicas: Aços Inoxidáveis 404 e 304, Aços carbono 1045 e com composição desconhecida e uma liga de alumínio fundido, a partir de valores como resistência à tração, módulo de elasticidade, tensão e alongamento na ruptura e ductilidade, obtidos com o ensaio mecânico de tração e análise metalográfica através de microscópio ótico.
g
g
g
Palavras-chave: aços, alumínio, ensaio de tração, ligas metálicas, microestrutura, resistência mecânica.
Universidade Federal de Santa Catarina - Campus Blumenau
Engenharia de Materiais
Ensaio de Materiais
1
2
MATERIAIS METÁLICOS: ENSAIO DE TRAÇÃO, COMPORTAMENTO MECÂNICO E ANÁLISE MICROESTRUTURAL
INTRODUÇÃO
	Sabe-se a importância de conhecer as propriedades mecânicas dos materiais para a escolha e aplicação em projetos, principalmente o quanto o material resiste sob as tensões aplicadas, afinal, não deseja-se que ocorra a fratura do mesmo.
	Um dos fatores que justifica o comportamento dos materiais metálicos é a microestrutura cristalina obtida de acordo com o método de fabricação.	
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Materiais metálicos
As ligas metálicas são classificadas entre ligas ferrosas e não-ferrosas. As ligas ferrosas são constituídas basicamente de ferro, onde o percentual de carbono e elementos de liga às classificam entre aço-carbono, aço-liga e ferro fundido. Já as ligas não-ferrosas possuem outro elemento principal de constituição diferente do ferro, como por exemplo, o alumínio. Pode-se observar a composição química das ligas de diferentes classificações na Tabela 01.(nshackelford)
Aços
Os aços são ligas ferrosas constituídas com teor máximo de carbono de 2,11%p, onde o percentual de elementos de liga o classifica como aço-carbono comum e aço-liga.(nchiaverini) Sabe-se que o carbono é um elemento que faz solução sólida intersticial com o ferro, onde há solubilidades máximas em cada fase alotrópica do ferro. Além disso, os elementos de liga formam solução sólida com o ferro, promovendo endurecimento e alterando as faixas de temperatura onde ocorrem as transformações microestruturais dos aços. Dessa forma, atuam na melhora de propriedades específicas das ligas.(ncallister)
Uma das subdivisões mais importantes dos aços-liga são os aços inoxidáveis, que possuem maior resistência à corrosão e ferrugem devido (nsilva, nschackelford)
“ ao fenômeno de passivação, isto é, à formação de uma camada de óxidos mistos (de ferro, cromo, e outros elementos de liga) e a dissolução desta camada no meio corrosivo”. (SILVA,ano, p.302).
Os aços inoxidáveis a base de Fe e Cr são classificados como ferríticos (estrutura CCC), como o AISI 440, apresentando “boa resistência mecânica devido ao endurecimento por encruamento” (ASKELAND; PHULÉ, ano, p.403) enquanto os aços com a adição de Ni além do Cr,são classificados como austeníticos (estrutura CFC), como o AISI 304, e apresentam excelente ductilidade e conformabilidade além de maior resistência à corrosão, devido à adição do Ni.(nsilva) (nschackelford) (naskeland)
 Processos posteriores a fabricação, como os tratamentos térmicos, também afetam os microconstituintes do material, e portanto às propriedades mecânicas do mesmo. Em geral, os tratamentos térmicos mais utilizados são: recozimento, normalização, e têmpera seguida de revenimento. Enquanto o recozimento visa diminuir a dureza e aumentar a tenacidade, a normalização é utilizada com a finalidade de refinar grão e homogeneizar a microestrutura. (groover) (silva). Já a têmpera endurece o aço através de um resfriamento rápido e da formação da martensita, microestrutura fora do equilíbrio, a qual precisa passar por um procedimento de alívio de tensões através do revenimento. (smith)
Alumínio e suas ligas
	Conhecidas por propriedades como baixa densidade e resistência à corrosão, as ligas de alumínio são uma ótima opção para aplicações que exigem alta resistência específica. No caso de ligas de alumínio fundidas, estas apresentam baixo ponto de fusão, devido ao incremento de Si na sua composição, e boa fluidez. Controla-se as propriedades mecânicas através do endurecimento e solubilização. (nchackelford)(naskeland)
Ensaios de tração
O ensaio de tração é realizado através da Máquina Universal de Ensaios, ilustrada na Figura 01, onde parâmetros como velocidade de deformação e temperatura de ensaio, assim como características do material ensaiado como anisotropia, tamanho de microestrutura e porcentagem de impurezas afetam diretamente os resultados. (ncanevaroloG)
Figura 01 - Máquina de ensaio de tração esquemática.
Fonte: PADILHA, ANO, p.239g
Tabela 1. Composição química das ligas metálicas
	Liga metálica
	Composição química
	
	
	
	
	
	
	Fe 
	C
	Mn 
	Cr 
	Ni 
	Mo 
	Al 
	Cu 
	Mg
	Si 
	Zn
	Aço 304
	66,4 (mín)
	0,08
	2,0
	19,0
	9,25
	-
	-
	-
	-
	-
	-
	Aço 440A
	78,4 (mín)
	0,70
	1,0
	17,0
	-
	0,75
	-
	-
	-
	-
	-
	Aço 1020
	99,1 (mín)
	0,20
	0,45
	-
	-
	-
	-
	-
	-
	-
	-
	Aço 1040
	98,6 (mín)
	0,40
	0,75
	-
	-
	-
	-
	-
	-
	-
	-
	Liga 1100
	-
	-
	-
	-
	-
	-
	99,00(mín)
	0,20(máx)
	-
	-
	-
	Liga 2024
	-
	-
	0,6
	-
	-
	-
	90,75(mín)
	4,4
	1,5
	-
	-
	Liga 6061
	-
	-
	-
	0,20
	-
	-
	95,85(mín)
	0,30
	1,0
	0,6
	-
	Liga 7075
	-
	-
	-
	0,23
	-
	-
	87,02(mín)
	1,6
	2,5
	-
	5,6
	Liga 356,0
	-
	-
	-
	-
	-
	-
	90,1(mín)
	-
	0,3
	7,0
	-
Fonte: CALLISTER
Uma amostra é deformada, geralmente até sua fratura, por uma carga de tração que é aumentada gradativamente e é aplicada uniaxialmente ao longo do eixo de um corpo de prova.
(CALLISTER, NOVO, p.381)
A seção do corpo de prova pode ser circular ou retangular, conforme Figura 02, desde que siga as normas técnicas padrões, onde “a deformação fica confinada à região central mais estreita [...] [reduzindo] a probabilidade de fratura nas extremidades do corpo de prova” (CALLISTER, NOVO, p.382)
Figura 02 - Corpo de prova padronizado com seção transversal circular ou retangular.
Fonte: PADILHA,NOVO, p. 238
Durante o ensaio, registra-se a “carga ou força em função do alongamento” (CALLISTER, NOVO, p.382).
Propriedades mecânicas
	As propriedades mecânicas dos materiais podem ser quantificadas através de medidas de resistência à tração que podem ser obtidas através de curvas tensão-deformação resultantes de ensaios de tração, conforme Figura 03 . 
Figura 03 - Diagramas tensão-deformação real e verdadeira para materiais dúcteis.
Fonte: (GOLIATT; FARAGE; CURY, 2015, p.16).
	A resistência à tração representa a tensão máxima suportada pelo material em relação à área da seção reta transversal inicial da amostra, e é a partir dessa tensão que começa a surgir o pescoço e o fenômeno de estricção. 
Os limites de resistência à tração podem variar desde cerca de 50 MPa [...], para um alumínio, até um valor tão elevado quanto 3000 MPa [...], para aços de alta resistência.
Já o limite de escoamento é o ponto paralelo, com deformação de 0,2%, à região linear e elástica do gráfico, onde ocorre a transição elastoplástica. O módulo de elasticidade, ou módulo de Young, é obtido com a inclinação da região linear do comportamento elástico sob tração do material, e esta é uma medida de rigidez do mesmo.(ndieter)
A ductilidade é considerada “uma medida do grau de deformação plástica desenvolvida até a fratura.” (CALLISTER, p.405). Já a tenacidade é a capacidade do material absorver energia na região plástica, obtida através do cálculo da área abaixo da curva tensão-deformação, onde um dos modos é através da aproximação da área à um retângulo, conforme Equação 01.(ndieter)
(Equação 01)
	
Observa-se na Tabela 02 os valores teóricos de propriedades mecânicas e físicas para as ligas metálicas em interesse.
Tabela 1. Propriedades mecânicas e físicas de ligas metálicas
	Liga metálica
	CondiçãoLimite de escoamento (MPa)
	Módulo de Elasticidade (GPa)
	Resistência à tração (MPa)
	Alongamento percentual
	n
	Aço Inoxidável
	Aço 304
	Acabada a quente e recozida
	205 (mín)
	193
	515 (mín)
	40 (mín)
	0,44
	
	Aço 440A
	Recozida
	415
	200
	725
	20
	
	Aço carbono
	Aço 1010
	
	
	
	
	
	0,21
	
	Aço 1040
	Laminado a quente
	290 (mín)
	207
	520
	18 (mín)
	
	
	
	Recozido a 870C
	355
	207
	520
	30,2
	
	Alumínio fundido
	
	
	
	
	
	
	
Fonte: CALLISTER
Gráfico tensão-deformação
A curva tensão-deformação detém de propriedades mecânicas importantes, como limite ou tensão de escoamento, resistência à tração ou limite de resistência, tensão da fratura e deformação na fratura.
Deformação elástica
	A deformação elástica dos metais, em geral, ocorre até deformações de 0,005 e não é permanente no material, obedecendo a Lei de Hooke, , a qual E é conhecido como o módulo de elasticidade. Nesta ocorre “pequenas alterações no espaçamento interatômico e no estiramento das ligações interatômicas” (CALLISTER, ano, p. 392), onde E é considerado como “ uma medida da resistência à separação de átomos adjacentes” (CALLISTER, ano, p. 393).
Deformação plástica
A deformação plástica, posterior à deformação elástica,
[...] corresponde à quebra de ligações entre átomos vizinhos originais, seguida pela formação de novas ligações com novos átomos vizinhos, à medida que um grande número de átomos ou moléculas se movem uns em relação aos outros. (CALLISTER, ano, p. 399)
	Para os materiais cristalinos, a deformação plástica se dá através do movimento de discordâncias. (ncallister)
Curva de engenharia
A tensão de engenharia (s) e a deformação (e), são definidos de acordo com as Equações 02 e 03, respectivamente. Onde F corresponde à força aplicada, A₀ à área inicial da seção transversal do corpo de prova, 𝛥l a variação do comprimento do corpo de prova instantânea e l o comprimento original do corpo de prova. (nPadilha) (ncallisternovo)
		
(Equação 02)	(Equação 03)
Curva verdadeira
	Como a curva de engenharia não leva em consideração a variação das dimensões do corpo de prova durante ensaio, esta não fornece as informações verdadeiras do material. Dessa forma, analisa-se a tensão e correspondente deformação a cada instante do ensaio. Uma das maneiras de transformar a curva tensão-deformação de engenharia, é através das Equações 04 e 05, onde considera-se que “o volume seja constante e que a distribuição de deformação seja uniforme ao longo do comprimento útil do corpo de prova” (DIETER, ano, p.28), chegando à tensão verdadeira (𝜎) e a deformação verdadeira (𝜀), válidas até à resistência à tração de engenharia (sm), ou formação do pescoço. (ndieter)
			
Equação (04) 		Equação (05)
Na tensão verdadeira de fratura, considera-se a carga na fratura (força máxima aplicada pela máquina) e a área da seção reta transversal na fratura. (ndieter) (ncallister)
Mecanismos de fratura dos metais
Metalografia
A micrografia de metais é conhecida como metalografia, e essa técnica visa a determinação dos constituintes e textura de produtos siderúrgicos. Para a análise, os processos de lixamento, polimento e ataque químico da amostra devem ser seguidos previamente.(ncolpaert)
O lixamento possui a finalidade de reduzir a rugosidade da amostra através da abrasão, onde o estado de oxidação e a quantidade de riscos influencia na escolha da granulometria das lixas. Já a etapa de polimento da amostra visa retirar os riscos ainda deixados pelo processo de lixamento, utilizando um agente abrasivo que contém partículas mais finas que as utilizadas no lixamento. 
O ataque químico pode ser realizado por aplicação ou imersão, onde o reagente é depositado sobre a zona de interesse da amostra e onde a amostra é mergulhada no reagente, respectivamente. 
O reagente químico ataca mais uma fase que outra, produzindo diferenças de altura em relação à superfície, e com isto refletindo mais ou menos luz para a ocular do microscópio. No contorno de grão o processo é semelhante: como os contornos de grão são regiões mais desordenadas que as regiões centrais dos mesmos, é mais fácil para o ácido remover os átomos do contorno, e essa corrosão química mais profunda no contorno de grão formará uma região mais escura durante a observação no microscópio. (SILVA, 1988, p. 36)
MATERIAL E MÉTODOS
Os experimentos foram conduzidos nos laboratórios da Universidade Federal de Santa Catarina, campus Blumenau. 
As amostras metálicas analisados, de acordo com a Tabela 02, foram ensaiadas sob tração em velocidades específicas, assim como sofreram ataque químico de acordo com composição. 
	Amostra
	Especificação
	Velocidade de ensaio (mm/min)
	01
	Aço Inoxidável 304
	10
	02
	Aço Inoxidável 440
	5
	03
	Chapa fina de aço carbono
	10
	04
	Aço carbono 1045
	10
	05
	Aço carbono 1045
	5
	06
	Aço para construção civil no estado de entrega
	5
	07
	Aço para construção civil normalizado
	5
	08
	Aço para construção civil temperado em óleo
	5
	09
	Alumínio fundido
	3
Ensaio de tração
Realizou-se o ensaio de tração em temperatura ambiente, na Máquina Universal de Ensaios modelo EMIC 23-100, da marca INSTRON, a qual registra 10 pontos por segundo.
Com a retirada de dados dimensionais do corpo de prova, através de um paquímetro analógico, parametrizou-se a máquina de ensaio. Dessa forma, marcou-se dois pontos longitudinais no corpo de prova com distância Lo padronizada de 50mm, para referência do sensor ultra vermelho. 
Insere-se o corpo de prova entre as garras de fixação da máquina, a qual alonga o corpo de prova a uma taxa constante até sua ruptura (ncallisternovo)e registra parâmetros de força, deslocamento e tempo para posterior criação de gráficos tensão-deformação no Excel Ⓡ.
Metalografia
Após a ruptura do material, cortou-se uma seção próxima à zona de empescoçamento, e iniciou-se os procedimentos de preparação para análise metalográfica. 
No lixamento, utilizou-se as lixas #220, #320, #600 e #1200, com partículas abrasivas de carboneto de silício (SiC), e a água como fluido de limpeza e refrigeração, impedindo que partículas arranhassem a amostra. A cada troca de granulometria das lixas, girou-se a amostra em 90 ͒ para um controle de orientação dos riscos. No polimento utilizou-se a alumina de 0,1µm e 0,3-0,5µm como agente abrasivo. 
Posteriormente, realizou-se o ataque químico por aplicação, onde uma gota de reagente é depositada sobre a zona de interesse da amostra, ou por imersão, onde imerge-se a superfície em interesse sob o reagente 
Para as amostras de aço carbono, utilizou-se o nital 2% como reagente em ataque por aplicação, uma solução constituída de 2% de ácido nítrico em álcool etílico que ataca os contornos de grão (ncolpaert), por um tempo de aproximadamente 5 segundos. Já as amostras de aço inoxidável, devido à formação de uma camada de cromo na superfície, foram atacadas em primeiro momento com o reagente Villela (2,5mL HCl, 1g ácido pícrico, 50mL Etanol) por aplicação, e devido à má reação com a superfície, aplicou-se um ataque por aplicação e um por imersão com o regente de Kalling (2,5g CuCl₂, 50mL HCl, 50g Etanol) sob tempos maiores.
Para a amostra de alumínio fundido, utilizou-se o reagente com composição de :5g de K₄[Fe(CN)₆], 10g de NaOH e 100mL de H₂O.
Por fim, o método para análise metalográfica utilizada foi em microscópio óptico, que utiliza luz branca e o qual possui uma faixa de 50 a 1000 vezes de ampliação. Nesse caso, há incidência de luz visível sobre a amostra, que por reflexão, é analisada pelo observador.(ncolpaert)
Os cuidados com a formação de planos na amostra durante sua preparação, se dá pelo fato de obter o foco do microscópio durante a análise. 
RESULTADOS E DISCUSSÃO
A partir da parametrização da máquina universal de ensaios, e a realização do ensaio até a ruptura do material,, obteve-se uma planilha com valores técnicos de força aplicado pela máquina, deslocamento do corpo de prova medido através do sensor e descolamento do corpo de prova e do conjunto máquina.
ALUMÍNIO FUNDIDO
AÇOS-CARBONOCOMUNS
AÇOS INOXIDÁVEIS
Sabe-se que “ o efeito do encruamento é mais intenso nos aços inoxidáveis austeníticos que os ferríticos” (ASKELAND; PHULÉ, ano, p. 405)
Tabela 2. Propriedades mecânicas e físicas das amostras ensaiadas sob tração.
	Liga metálica
	Limite de escoamento (MPa)
	Módulo de Elasticidade (GPa)
	Resistência à tração (MPa)
	Tensão na ruptura (MPa)
	Alongamento percentual
	Tenacidade (MPa)
	
	Conjunto máquina
	Corpo de prova
	Conjunto máquina
	Corpo de prova
	Conjunto máquina
	Corpo de prova
	Conjunto máquina
	Corpo de prova
	Conjunto máquina
	Corpo de prova
	Conjunto máquina
	Corpo de prova
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
Fonte: o autor.
	De modo geral, observa-se curvas de corpo de prova e conjunto máquina muito distantes, interferindo e distanciando os valores das propriedades mecânicas. Isso se dá pelo fato da máquina ser composta por muitos componentes que cedem durante o ensaio.
	
CONCLUSÃO
	
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ASKELAND, Donald R.; PHULÉ, Pradeep P.. Ciência e engenharia dos materiais. São Paulo: Cengage Learning, 2008.
¹⁰SHACKELFORD, James F. Introdução à ciência dos materiais para engenheiros. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2008. 
³CALLISTER, William D.; RETHWISCH, David G.. Fundamentos da ciência e engenharia de materiais: uma abordagem integrada. 4. ed. Rio de Janeiro: Ltc, 2014.
CHIAVERINI, Vicente. Tecnologia mecânica: materiais de construção mecânica. 2. ed. São Paulo: McGraw-Hill, 1986. (III)
SILVA, André Luiz da Costa e; MEI, Paulo Roberto. Aços e ligas especiais. 2 ed. Sumaré: Eletrometal S.A. Metais Especiais, 1988. 
 
Universidade Federal de Santa Catarina 
-
 
Campus Blumenau
 
Engenharia de Materiais
 
Ensaio de Materiais
 
 
 
 
1
 
 
MATERIAIS METÁLICOS: 
ENSAIO DE TRAÇÃO, COMPORTAMENTO MECÂNICO E ANÁLISE 
MICROESTRUTURAL
 
Maria Eduarda Mansoto Tech
 
 
RESUMO
 
 
Avaliar as propriedades mecânicas e a microestrutura dos materiais é de suma importância para melhorar 
seu desempenho. Esse artigo possui como objetivo a comparação do desempenho mecânico e das 
microestruturas de diversas ligas metálicas: Aços Inoxidáveis 
404 e 304, Aços carbono 1045 e com 
composição desconhecida e uma liga de alumínio fundido, a partir de valores como resistência à tração, 
módulo de elasticidade, tensão e alongamento na ruptura e ductilidade, obtidos com o ensaio mecânico de 
tração
 
e análi
se metalográfica através de microscópio ótico.
 
g
 
g
 
g
 
 
Palavras
-
chave
: aços, alumínio, ensaio de tração, ligas metálicas, microestrutura, resistência mecânica.
 
INTRODUÇÃO
 
 
 
Sabe
-
se a importância de conhecer as 
propriedades mecânicas dos materiais para a 
escolha e aplicação em projetos, principalmente 
o quanto o material resiste sob as tensões 
aplicadas, afinal, não deseja
-
se que ocorra a 
fratura do mesmo.
 
 
Um dos fatores que 
justifica o 
comportamento dos materiais metálicos é a 
microestrutura cristalina obtida de acordo com o 
método de fabricação.
 
 
 
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
 
 
Materiais metálicos
 
 
As ligas metálicas são classificadas 
entre ligas ferrosas e não
-
ferrosas. As ligas 
ferrosas são constituídas basicamente de ferro, 
onde o percentual de carbono e elementos de 
liga às classificam entre aço
-
carbono, aço
-
liga e 
ferro fundido. Já as ligas não
-
ferrosas possuem 
outro elemento principal de constituição 
diferente do ferro, como por exemplo, o 
alumínio. Pode
-
se observar a composição 
química das ligas de diferentes classificações na 
Tabela 01.(nshackelford)
 
 
Aços
 
 
Os aços são ligas ferrosas constituídas 
com teor máximo de carbono de 2,11%p, onde o 
percentual de elementos de liga o classifica 
como aço
-
carbono comum e aço
-
liga.(nchiaverini) Sabe
-
se que o carbono é um 
elemento que faz solução sólida intersticial com 
o
 
ferro, onde há solubilidades máximas em cada 
fase alotrópica do ferro. Além disso, os 
elementos de liga formam solução sólida com o 
ferro, promovendo endurecimento e alterando as 
faixas de temperatura onde ocorrem as 
transformações microestruturais dos aç
os. Dessa 
forma, atuam na melhora de propriedades 
específicas das ligas.(ncallister)
 
Uma das subdivisões mais importantes 
dos aços
-
liga são os aços inoxidáveis, que 
possuem maior resistência à corrosão e ferrugem 
devido (nsilva, nschackelford)
 
 
“ ao fenôme
no de passivação, isto é, à 
formação de uma camada de óxidos 
mistos (de ferro, cromo, e outros 
elementos de liga) e a dissolução desta 
camada no meio corrosivo”. 
(SILVA,ano, p.302).
 
 
Os aços inoxidáveis a base de Fe e Cr 
são classificados como ferríticos (
estrutura 
CCC), como o AISI 440, apresentando “boa 
resistência mecânica devido ao endurecimento 
por encruamento” (ASKELAND; PHULÉ, ano, 
p.403) enquanto os aços com a adição de Ni 
além do Cr,são classificados como austeníticos 
(estrutura CFC), como o AISI 
304, e apresentam 
excelente ductilidade e conformabilidade além 
de maior resistência à corrosão, devido à adição 
do Ni.(nsilva) (nschackelford) (naskeland)
 
 
Processos posteriores a fabricação, 
como os tratamentos térmicos, também afetam 
os microconstituint
es do material, e portanto às 
propriedades mecânicas do mesmo. Em geral, os 
tratamentos térmicos mais utilizados são: 
 
Universidade Federal de Santa Catarina - Campus Blumenau 
Engenharia de Materiais 
Ensaio de Materiais 
 
 
 
1 
 
MATERIAIS METÁLICOS: ENSAIO DE TRAÇÃO, COMPORTAMENTO MECÂNICO E ANÁLISE 
MICROESTRUTURAL 
Maria Eduarda Mansoto Tech 
 
RESUMO 
 
Avaliar as propriedades mecânicas e a microestrutura dos materiais é de suma importância para melhorar 
seu desempenho. Esse artigo possui como objetivo a comparação do desempenho mecânico e das 
microestruturas de diversas ligas metálicas: Aços Inoxidáveis 404 e 304, Aços carbono 1045 e com 
composição desconhecida e uma liga de alumínio fundido, a partir de valores como resistência à tração, 
módulo de elasticidade, tensão e alongamento na ruptura e ductilidade, obtidos com o ensaio mecânico de 
tração e análise metalográfica através de microscópio ótico. 
g 
g 
g 
 
Palavras-chave: aços, alumínio, ensaio de tração, ligas metálicas, microestrutura, resistência mecânica. 
INTRODUÇÃO 
 
 Sabe-se a importância de conhecer as 
propriedades mecânicas dos materiais para a 
escolha e aplicação em projetos, principalmente 
o quanto o material resiste sob as tensões 
aplicadas, afinal, não deseja-se que ocorra a 
fratura do mesmo. 
 Um dos fatores que justifica o 
comportamento dos materiais metálicos é a 
microestrutura cristalina obtida de acordo com o 
método de fabricação. 
 
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
 
Materiais metálicos 
 
As ligas metálicas são classificadas 
entre ligas ferrosas e não-ferrosas. As ligas 
ferrosas são constituídas basicamente de ferro, 
onde o percentual de carbono e elementos de 
liga às classificam entre aço-carbono, aço-liga e 
ferro fundido. Já as ligas não-ferrosas possuem 
outro elemento principal de constituição 
diferente do ferro, como por exemplo, o 
alumínio. Pode-se observar a composição 
química das ligas de diferentes classificações na 
Tabela 01.(nshackelford) 
 
Aços 
 
Os aços são ligas ferrosas constituídas 
com teor máximo de carbono de 2,11%p, onde o 
percentual de elementos de liga o classifica 
como aço-carbono comum e aço-
liga.(nchiaverini) Sabe-se que o carbono é um 
elemento que faz solução sólida intersticial com 
o ferro, onde há solubilidades máximas em cada 
fase alotrópica do ferro. Além disso, os 
elementos de liga formam solução sólida com o 
ferro, promovendo endurecimento e alterando as 
faixas de temperatura onde ocorrem as 
transformações microestruturaisdos aços. Dessa 
forma, atuam na melhora de propriedades 
específicas das ligas.(ncallister) 
Uma das subdivisões mais importantes 
dos aços-liga são os aços inoxidáveis, que 
possuem maior resistência à corrosão e ferrugem 
devido (nsilva, nschackelford) 
 
“ ao fenômeno de passivação, isto é, à 
formação de uma camada de óxidos 
mistos (de ferro, cromo, e outros 
elementos de liga) e a dissolução desta 
camada no meio corrosivo”. 
(SILVA,ano, p.302). 
 
Os aços inoxidáveis a base de Fe e Cr 
são classificados como ferríticos (estrutura 
CCC), como o AISI 440, apresentando “boa 
resistência mecânica devido ao endurecimento 
por encruamento” (ASKELAND; PHULÉ, ano, 
p.403) enquanto os aços com a adição de Ni 
além do Cr,são classificados como austeníticos 
(estrutura CFC), como o AISI 304, e apresentam 
excelente ductilidade e conformabilidade além 
de maior resistência à corrosão, devido à adição 
do Ni.(nsilva) (nschackelford) (naskeland) 
 Processos posteriores a fabricação, 
como os tratamentos térmicos, também afetam 
os microconstituintes do material, e portanto às 
propriedades mecânicas do mesmo. Em geral, os 
tratamentos térmicos mais utilizados são: