Propriedades mecânicas dos metais

Objetivos da aula Definir conceitos de tensão-deformação de engenharia em materiais. Descrever o comportamento mecânico bem como propriedades mecânicas relacionadas.

Sumário Introdução – importância do comportamento mecânico. Estados de tensão Curva tensão x deformação – ensaio de tração Propriedades mecânicas Dureza

Introdução

Introdução

Introdução

Estados de tensão

Estados de tensão Tração Compressão Cisalhamento Torção

Estados de tensão • Compressão simples: Compressão em membro (P.M. Anderson) Compressão em membro estrutural (s < 0 aqui). (P.M. Anderson)

Estados de tensão Tração simples: cabo • cisalhamento simples: eixo (P.M. Anderson) • cisalhamento simples: eixo Nota: t = M/AcR .

Como determinar as propriedades mecânicas? Através de ensaios mecânicos. Utilizam-se normalmente corpos de prova padronizados. Utilização de normas técnicas para a execução dos procedimentos de medida. NBR ISO 6152.

Ensaio de tração – Curva Tensão-Deformação 100 Carga (103N) Célula de Carga 50 Gage Length 1 2 3 4 5 Corpo de prova - amostra Elongação (mm) 250 500 Deformação,  (mm/mm) Tensão,  (MPa) 0.04 0.05 0.08 0.10 0.02 Normalização para eliminar influência da geometria da amostra Tração

Ensaio de tração – Corpo de prova

Ensaio de tração – Corpo de prova

Equipamento – Ensaio de tração

Equipamento – Ensaio de tração

A partir da curva tensão-deformação podem-se obter as seguintes propriedades:

Deformação elástica– Ensaio de tração

Deformação elástica - Coeficiente de Poisson Quando ocorre a elongação ao longo de uma direção, ocorre contração na direção perpendicular. A Relação entre as deformações é dada pelo coeficiente de Poisson .  = - x / z = - y / z o sinal de menos apenas indica que uma extensão gera uma contração e vice-versa Os valores de  para diversos metais estão entre 0.25 e 0.35. E = 2G(1+)

Deformação elástica - Resiliência

Deformação plástica - Limite de escoamento

Deformação plástica - Limite de resistência Tensão,  estricção A partir do limite de resistência começa a ocorrer um estricção no corpo de prova. A tensão se concentra nesta região, levando à fratura. Deformação, 

Deformação plástica - Ductilidade

Deformação plástica - Tenacidade

Propriedades mecânicas de alguns metais. Lim. escoamento Lim. resistência Ductilidade % Callister 9 ed.

Dureza - Definição

Dureza Rockwell

Dureza - Brinell

Dureza - Vickers

Limite de resistência x Dureza