Por que as propriedades medidas para os materiais não são necessariamente as propriedades do objeto confeccionado com tal material?
Passo 1
O enunciado pergunta por que as propriedades que obtemos em ensaios padronizados de um material puro (por exemplo, módulo de elasticidade, limite de escoamento, dureza) nem sempre coincidem com as propriedades que um componente ou peça realmente apresenta em serviço. O conteúdo aqui é Ciência e Engenharia de Materiais, especialmente como processamento, geometria e condições reais de uso afetam as propriedades.
Passo 2
Em laboratório, testamos corpos-de-prova padronizados sob condições muito controladas (temperatura, carregamento, velocidade de ensaio, acabamento de superfície etc.). Essas provas nos dão as propriedades intrínsecas ou “ideais” do material, ou seja, aquilo que se espera de sua microestrutura homogênea, livre de defeitos e anisotropias indesejadas.
Passo 3
Na fabricação do objeto ocorrem diversas etapas (fundição, extrusão, laminação, soldagem, usinagem, tratamentos térmicos) que alteram a microestrutura:
- surgem defeitos (inclusões, vazios, trincas microscópicas);
- aparecem tensões residuais internas;
- ocorre anisotropia (direção preferencial das fibras ou grãos);
- e variam propriedades locais por diferenças de resfriamento ou deformação.
Tudo isso faz com que o material no componente tenha comportamento diferente daquele do corpo-de-prova ideal.
Passo 4
Além disso, a geometria e as condições de contorno do componente (espessuras variáveis, raios de curvatura, concentrações de tensões, pontos de apoio, modo de carregamento estático ou cíclico) influenciam diretamente como o esforço se distribui e, consequentemente, quais valores efetivos de tensão e deformação aparecem em serviço. Por fim, fatores ambientais (temperatura de operação, corrosão, fluência, fadiga) também degradam as propriedades.
Resposta
As propriedades medidas em laboratório são as do material “puro” em condições controladas, mas o componente final passa por processos que alteram sua microestrutura, apresenta defeitos, tensões residuais e tem geometria e carregamento reais que mudam seu comportamento. Portanto, as propriedades do objeto acabado nem sempre coincidem com aquelas obtidas nos ensaios padronizados.