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CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA
Msc. Professor Etevaldo Costa
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Orgulhosamente apresenta:
MATERIAIS PARA CONSTRUÇÃO MECÂNICA
E
Com
TRATAMENTO TÉRMICO
profº msc Etevaldo costa
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Olá pessoal sejam todos bem vindos a mais
uma Aula com o profº Etevaldo Costa.
Bons Estudos!
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MATERIAIS PARA CONSTRUÇÃO MECÂNICA
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TRATAMENTO TÉRMICO
Aula Complementar
Assunto: Diagrama Tensão - Deformação
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1- Introdução
Considere o seguinte exemplo:
Uma amostra cilíndrica de aço inoxidável com
diâmetro de 12,8 mm e comprimento de 50,8
mm é submetida à tração. Obteve-se os
dados apresentado na tabela .
Força
(N)
0
12700
25400
38100
50800
76200
89100
92700
102500
107800
119400
128300
149700
159000
160400
159500
151500
124700
Comprimento
(mm)
50,8
50,825
50,851
50,876
50,902
50,952
51,003
51,054
51,181
51,308
51,562
51,816
52,832
53,848
54,356
54,864
55,88
56,642
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2- Tensão de engenharia
É definida pela relação:
𝝈= 𝑭 𝑨
𝟎
Onde:
𝑭 A força aplicada instantaneamente na
direção perpendicular à secção transversal
reta do corpo de prova;
𝑨𝟎 A secção reta original, antes da aplicação
de qualquer carga.
Tensão
(Mpa)
0
98,74477508
197,4895502
296,2343252
394,9791003
592,4686505
692,7684614
720,7591063
796,9558619
838,1643113
928,3563893
997,5554837
1163,944317
1236,253483
1247,138734
1240,141073
1177,93964
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3- Deformação da engenharia
É definida pela relação:
𝒍𝒊 − 𝒍𝟎
∆𝒍
∈=
=
𝒍𝟎
𝒍𝟎
Onde:
𝒍𝟎 Comprimento original, antes de aplicação de
qualquer carga;
𝒍𝒊 Comprimento instantâneo.
Deformação
(%)
0
0,049212598
0,100393701
0,149606299
0,200787402
0,299212598
0,399606299
0,5
0,75
1
1,5
2
4
6
7
8
10
11,5
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4- Gráfico tensão deformação
GRÁFICO TENSÃO DEFORMAÇÃO
1300
1200
1100
1000
900
TENSÃO
800
700
600
500
400
300
200
100
0
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5 11 11.5 12
DEFORMAÇÃO
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5- Lei de Hooke
O processo de deformação no qual a tensão e a deformação são
proporcionais é chamado de deformação elástica. Esta deformação
obedece a Lei de Hooke.
MÓDULO DE ELASTICIDADE
𝑬= 𝝈 ∈
ELASTICIDADE
(Mpa)
0
200649,383
196715,0813
198009,2595
196715,0813
198009,2595
600
500
TENSÃO
Onde:
𝑬 É o módulo de elasticidade ou
módulo de Young; MÓDULO DE
700
400
300
200
100
0
0
0.05
0.1
0.15
0.2
DEFORMAÇÃO
0.25
0.3
0.35
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5- Limite de proporcionalidade
O ponto que a partir dele ocorre afastamento da inicial da linearidade na
curva tensão deformação é chamado de limite de proporcionalidade. A
partir deste ponto, a curva não mais obedece a Lei de Hooke.
GRÁFICO TENSÃO DEFORMAÇÃO
1300
1200
1100
1000
900
800
TENSÃO
limite de proporcionalidade
700
600
500
400
300
200
100
0
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5 11 11.5 12
DEFORMAÇÃO
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5- Limite de escoamento
O escoamento é entendido como um fenômeno localizado, que se caracteriza
por um aumento relativamente grande na deformação, acompanhada por
uma pequena variação na tensão. Isso acontece geralmente no inicio da fase
plástica. Durante o escoamento a carga oscila entre valores muito próximos
um dos outros.
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5- Limite de escoamento
Há situações que o limite de escoamento não fica bem definido. Para este
caso, convencionou escolher uma deformação de 0.2% e a partir deste ponto
traça uma linha paralela a parte reta da curva (região elástica). O ponto de
encontro é o limite de escoamento.
GRÁFICO TENSÃO DEFORMAÇÃO
1200
1100
1000
900
800
TENSÃO
limite de Escoamento
1300
700
600
500
400
300
200
100
0
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 1010.51111.512
0,2
DEFORMAÇÃO
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6- Encruamento
A partir da região de escoamento, o material entra no campo de deformações
permanentes, onde ocorre endurecimento por trabalho a frio (encruamento);
GRÁFICO TENSÃO DEFORMAÇÃO
1300
1200
1100
1000
900
TENSÃO
800
700
600
500
400
300
200
100
0
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5 11 11.5 12
DEFORMAÇÃO
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7- Limite de resistência a tração
A tensão máxima suportada pelo material antes do inicio da ruptura é
denominado Tensão Limite de Resistência à Tração (tensão última).
Tensão Limite de Resistência à Tração
GRÁFICO TENSÃO DEFORMAÇÃO
1300
1200
1100
1000
900
800
TENSÃO
Ponto LRT
700
600
500
400
300
200
100
0
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5 11 11.5 12
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7- Limite de resistência a tração
Após o LRT, começa a estricção do corpo de prova, que corresponde uma
acentuada redução da seção transversal do corpo de prova.
Tensão Limite de Resistência à Tração
GRÁFICO TENSÃO DEFORMAÇÃO
1300
1200
1100
1000
900
800
TENSÃO
Ponto LRT
700
600
500
400
300
200
100
0
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5 11 11.5 12
DEFORMAÇÃO
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8- Módulo de Resiliência
É a capacidade do material absorver energia ao ser elasticamente
deformado e liberar esta energia quando descarregado. O módulo UR
é a área abaixo da curva tensão x deformação na região elástica de
proporcionalidade (aproximadamente a área do triângulo da Figura )
MÓDULO DE ELASTICIDADE
700
600
TENSÃO
500
400
300
200
100
0
0
0.05
0.1
0.15
0.2
DEFORMAÇÃO
0.25
0.3
0.35
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9- Ductilidade
É a medida da capacidade de deformação plástica de um material metálico até
a ruptura. Um material frágil experimenta pouca ou nenhuma deformação
até o instante da ruptura, enquanto que os materiais dúcteis deformam
apreciavelmente antes da ruptura . A ductilidade de um metal ou liga pode ser
medida através de dois métodos: alongamento percentual
e redução de
área percentual (RA%).
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10- Tenacidade
A capacidade de um material absorver energia até o momento da fratura é
denominado tenacidade. O módulo de tenacidade quantifica a tenacidade de
um material, sendo a energia absorvida por unidade de volume, desde o
início do ensaio de tração até a fratura do cdp. A área total sobrea curva
Tensão Limite de Resistência à Tração
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Até a próxima aula!