Desenhe dois gráficos Tensão
Deformação sobrepostos: um representando um material frágil e o outro um material dúctil. Identifique nos gráficos: a) Comportamento elástico, b) Deformação plástica (se houver), b) Ponto de fratura. Depois, explique por que os materiais frágeis não apresentam região plástica significativa.
Passo 1
O enunciado pede para sobrepor dois gráficos de tensão versus deformação: um para material dúctil e outro para material frágil. Devemos identificar em cada curva:
a) comportamento elástico (região linear),
b) deformação plástica (quando existir),
c) ponto de fratura.
O conteúdo envolve conceitos de resistência dos materiais e comportamento mecânico (módulo de elasticidade, limite de escoamento, região plástica, resistência máxima, fratura).
a) comportamento elástico (região linear),
b) deformação plástica (quando existir),
c) ponto de fratura.
O conteúdo envolve conceitos de resistência dos materiais e comportamento mecânico (módulo de elasticidade, limite de escoamento, região plástica, resistência máxima, fratura).
Passo 2
Primeiro, vamos definir os eixos e a forma geral das curvas. No eixo vertical colocamos a tensão
e, no eixo horizontal, a deformação
. Em ambos os materiais inicia-se com uma parte linear (região elástica), cuja inclinação é o módulo de elasticidade
.
Passo 3
Curva do material dúctil:
– De até o limite de escoamento
, temos a região elástica (reta).
– A partir de , inicia-se a região plástica, onde pequenas variações de tensão provocam grandes deformações permanentes.
– Após o escoamento, ocorre encruamento até atingir a tensão máxima .
– Finalmente, após o pico, começa o estricção (pescoço) e, num ponto final, dá-se a fratura (marcado como ponto de fratura na extremidade da curva).
– De
– A partir de
– Após o escoamento, ocorre encruamento até atingir a tensão máxima
– Finalmente, após o pico, começa o estricção (pescoço) e, num ponto final, dá-se a fratura (marcado como ponto de fratura na extremidade da curva).
Passo 4
Curva do material frágil:
– De até praticamente o ponto de ruptura, a curva é quase totalmente linear (região elástica).
– Não há região plástica apreciável: o material se rompe quase tão logo a expressão linear deixa de valer, sem escoamento ou encruamento.
– O ponto de fratura coincide praticamente com o fim da linearidade.
– De
– Não há região plástica apreciável: o material se rompe quase tão logo a expressão linear deixa de valer, sem escoamento ou encruamento.
– O ponto de fratura coincide praticamente com o fim da linearidade.
Passo 5
Por que materiais frágeis não apresentam região plástica significativa?
Em materiais frágeis (cerâmicas, alguns vidros, ferros fundidos cinzentos) os mecanismos de deslizamento de discordâncias são muito limitados. As ligações químicas são fortemente iônicas ou covalentes, o que impede o escorregamento atômico. Assim, não se forma zona de escoamento e o material falha de modo abrupto logo após a ruptura da linearidade.
Em materiais frágeis (cerâmicas, alguns vidros, ferros fundidos cinzentos) os mecanismos de deslizamento de discordâncias são muito limitados. As ligações químicas são fortemente iônicas ou covalentes, o que impede o escorregamento atômico. Assim, não se forma zona de escoamento e o material falha de modo abrupto logo após a ruptura da linearidade.
Resposta
Descrevemos qualitativamente as duas curvas e identificamos nas legendas:
– Região elástica (reta inicial) em ambos;
– Região plástica (retardamento após ) apenas no dúctil;
– Ponto de fratura no final de cada curva, sendo logo após o linear no frágil e ao final do encruamento no dúctil.
Materiais frágeis não têm região plástica significativa porque suas ligações inibem o movimento de discordâncias e promovem fratura quase sem deformação permanente.
– Região elástica (reta inicial) em ambos;
– Região plástica (retardamento após
– Ponto de fratura no final de cada curva, sendo logo após o linear no frágil e ao final do encruamento no dúctil.
Materiais frágeis não têm região plástica significativa porque suas ligações inibem o movimento de discordâncias e promovem fratura quase sem deformação permanente.