O que ocorre com o limite/tensão de escoamento, limite de resistência à tração e ductilidade com o aumento do trabalho a frio?
Passo 1
O enunciado pergunta como variam, em um metal submetido a trabalho a frio (deformação plástica à temperatura abaixo da recristalização), as seguintes propriedades mecânicas:
- o limite ou tensão de escoamento,
- o limite de resistência à tração,
- a ductilidade.
O conteúdo aqui é endurecimento por deformação (strain hardening), que acontece porque o trabalho a frio aumenta a densidade de discordâncias no material, tornando mais difícil o avanço delas e, assim, modificando suas propriedades.
Passo 2
Quando deformamos plasticamente um metal a frio, geramos um emaranhado maior de discordâncias. Esse aumento da densidade de discordâncias implica em mais obstáculos ao movimento umas das outras. Graças a isso, faz-se necessário um esforço maior para continuar deformando o material. É esse fenômeno que chamamos de endurecimento por deformação.
Passo 3
Devido ao endurecimento por deformação, o limite de escoamento (ou tensão de escoamento) aumenta. Em termos de símbolos, se antes tínhamos
agora, após trabalho a frio, passamos a ter
agora, após trabalho a frio, passamos a ter
Ou seja, o material começa a escoar sob uma tensão maior.
Passo 4
De forma semelhante, o limite de resistência à tração (tensão máxima que o material suporta antes da estricção) também aumenta. Em notação,
Isso ocorre porque, para vencer o emaranhado de discordâncias, é preciso um esforço de tração maior.
Passo 5
O aumento na resistência ocorre às custas da ductilidade, que é a capacidade de o material se deformar plasticamente sem fraturar. Em termos práticos, a deformação percentual de ruptura
ou a redução de área
diminuem. Ou seja,
O material fica mais frágil, menos capaz de se esticar antes de romper.
Resposta
Com o aumento do trabalho a frio, o limite de escoamento e o limite de resistência à tração aumentam, enquanto a ductilidade (elongação ou redução de área) diminui.