Explique a diferença entre um material resistente e um material duro.
Passo 1
O enunciado pede que a gente diferencie duas propriedades mecânicas importantes de materiais: a resistência mecânica e a dureza. O conteúdo aqui é caracterização de materiais, e vamos precisar conceituar cada uma dessas propriedades e depois compará-las.
Passo 2
Definindo resistência mecânica: é a capacidade de um material de suportar cargas aplicadas sem fraturar ou deformar plasticamente. Em engenharia, mede-se normalmente a tensão
onde
é a força aplicada e
é a área da seção. Dois parâmetros fundamentais são
, a tensão de escoamento (início da deformação plástica), e
, a tensão de ruptura (momento da fratura).
Passo 3
Definindo dureza: é a resistência que o material opõe à penetração ou marcação superficial por um penetrador duro (esfera ou pirâmide). Em cada método de ensaio de dureza (Brinell, Rockwell, Vickers) calcula-se um número de dureza
como razão entre carga aplicada e área da impressão, por exemplo, no ensaio Brinell:
onde
é a carga,
o diâmetro da esfera penetradora e
o diâmetro da impressão.
Passo 4
Comparando resistência e dureza:
- Resistência (
, ) trata do comportamento global sob cargas até falha ou deformação permanente. - Dureza (
) trata da resistência a deformação localizada na superfície.
Uma alta dureza nem sempre implica alta resistência à tração, e vice-versa.
Passo 5
Exemplos para ilustrar:
– Aço estrutural pode ter alta resistência ( –
) com dureza moderada (
–
).
– Cerâmicas têm dureza muito alta ( ) mas baixa tenacidade e resistência ao choque, fraturando facilmente sob carga global.
– Aço estrutural pode ter alta resistência (
– Cerâmicas têm dureza muito alta (
Resposta
Materiais resistentes suportam elevadas tensões até escoar ou romper (propriedade global medida por
e
), enquanto materiais duros resistem à penetração ou deformação localizada na superfície (propriedade avaliada pelos ensaios de dureza como Brinell, Rockwell ou Vickers).