Como é expressa a ductilidade?
Passo 1
O que a pergunta pede: “Como é expressa a ductilidade?”
Informações que temos (apenas o que a pergunta exige): é preciso dizer as formas usuais e as fórmulas usadas para quantificar a ductilidade de um material.
Informações que temos (apenas o que a pergunta exige): é preciso dizer as formas usuais e as fórmulas usadas para quantificar a ductilidade de um material.
Passo 2
O que é ductilidade (explicação conceitual, sem fórmulas ainda).
Ductilidade é a capacidade de um material se deformar plasticamente (alongar ou se estirar) sem fraturar. Em linguagem de prova: é quanto o material consegue “puxar” antes de quebrar. Materiais muito dúcteis exibem grandes deformações antes da ruptura; materiais frágeis (brittle) pouco. Isso é medido em ensaios de tração, que estiram uma amostra até ela romper.
Ductilidade é a capacidade de um material se deformar plasticamente (alongar ou se estirar) sem fraturar. Em linguagem de prova: é quanto o material consegue “puxar” antes de quebrar. Materiais muito dúcteis exibem grandes deformações antes da ruptura; materiais frágeis (brittle) pouco. Isso é medido em ensaios de tração, que estiram uma amostra até ela romper.
Passo 3
Como se obtêm as medidas na prática (ensaio de tração).
No ensaio de tração padronizado mede-se antes do ensaio:
No ensaio de tração padronizado mede-se antes do ensaio:
- o comprimento útil inicial da amostra, que chamamos de
, e - a secção (área) inicial, que chamamos de
.
Após o ensaio, na fractura mede-se: - o comprimento final entre marcas,
, e - a área mínima ou final no ponto de ruptura,
.
A ductilidade é expressa a partir desses valores medidos.
Passo 4
Alongamento percentual (a forma mais comum). Apresentação da fórmula e explicação das variáveis.
A forma mais usada é o alongamento percentual (percent elongation), definido por:
A forma mais usada é o alongamento percentual (percent elongation), definido por:
onde
é o comprimento útil inicial (ex.:
) e
é o comprimento final medido após a ruptura. Essa grandeza dá a fração do alongamento transformada em porcentagem.
Passo 5
Exemplo numérico simples do cálculo do
para fixar a ideia.
Suponha e
. Então
Suponha
Interpretação: o corpo alongou
do comprimento original antes de romper.
Passo 6
Redução percentual de área (segunda medida comum). Fórmula e explicação.
Outra medida frequentemente usada é a redução percentual de área:
Outra medida frequentemente usada é a redução percentual de área:
onde
é a área inicial da seção transversal e
é a área mínima na fratura. Isso quantifica quanto a seção foi “estrangulada” antes de romper.
Passo 7
Exemplo numérico do
.
Se e
, então
Se
Interpretação: a área foi reduzida em
no ponto de ruptura.
Passo 8
Outras formas relacionadas: deformação de engenharia e deformação verdadeira. Quando/por que usar.
- Deformação de engenharia (sem multiplicar por
) é
- Deformação verdadeira (mais adequada quando as deformações são grandes) é
Relação prática:
. Para pequenas deformações
, mas para deformações grandes a diferença importa.
Passo 9
Unidades, faixas típicas e interpretação prática (o que é “muito” ou “pouco”).
- As expressões
e são dadas em porcentagem ( ). A deformação de engenharia é adimensional (fração). A deformação verdadeira é adimensional também (logaritmo adimensional). - Valores típicos: materiais dúcteis (ex.: alguns aços, cobre, alumínio) podem ter
da ordem de a ou mais; materiais frágeis (vidro, cerâmicas, alguns aços endurecidos) geralmente . Essas faixas variam com liga, tratamento térmico e geometria da amostra. - Em provas e relatórios deve-se sempre indicar
(ou a norma usada, ex.: ASTM) porque o valor de depende do comprimento de referência.
Passo 10
Resumo prático e dica de prova.
Quando perguntarem “como é expressa a ductilidade?” responda dando as duas fórmulas principais ( e
); se quiser ser completo, cite também
e
e diga quais medidas experimentais são necessárias (
). Na prova, escreva as fórmulas com as variáveis definidas — isso costuma garantir pontuação mesmo que não se saiba os valores numéricos.
Quando perguntarem “como é expressa a ductilidade?” responda dando as duas fórmulas principais (