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Propriedades Mecânicas de Ligas Metálicas: Resistência, Dureza, Tenacidade e Mais

Introdução às Ligas Metálicas

Uma liga é uma mistura de dois ou mais metais. Existem diferentes tipos de ligas, como ligas de magnésio, potássio, alumínio, ferro, prata, ouro, estanho e chumbo. As propriedades mecânicas de uma liga metálica incluem resistência à tração, limite de escoamento e resistência última, alongamento, resistência ao cisalhamento, dureza, resistência ao impacto, limite de resistência e resistência à compressão.

Resistência à Tração

A tensão máxima que o metal de liga pode suportar sem ruptura é chamada de resistência à tração. É medida em força por unidade de área. A tensão mínima necessária para criar uma deformação irreversível é chamada de limite de escoamento. Metais não ferrosos não têm um ponto de escoamento, como é o caso em uma liga de magnésio. Para uma liga de magnésio, se uma curva tensão-deformação for traçada, então a tensão na qual ela se desvia 0,2% do ponto de offset é definida como o limite de escoamento. A maior tensão que a liga pode suportar antes de romper é chamada de resistência última.

Exemplos de valores típicos:

• Liga de titânio: limite de escoamento 830 MPa, resistência última 900 MPa
• Liga de alumínio: limite de escoamento 414 MPa, resistência última 483 MPa
• Liga de aço de alta resistência: limite de escoamento 690 MPa, resistência última 760 MPa

Alongamento

Quando a liga é submetida a tensão, o aumento fracionário no comprimento causado é chamado de alongamento. Se a liga é feita de um metal dúctil, sua capacidade de alongamento é maior. Assim, a porcentagem de alongamento é uma medida da ductilidade da liga. Uma liga de alumínio 6061-T6 tem alongamento de 10%, enquanto latão vermelho (liga de cobre) tem alongamento de 35%.

Resistência ao Cisalhamento

A tensão máxima que a liga pode suportar quando uma força de cisalhamento é aplicada, ou seja, sem alongamento ou compressão, é chamada de resistência ao cisalhamento. A resistência ao cisalhamento de uma liga de alumínio é 83 MPa, enquanto a de liga de magnésio é cerca de 140 MPa.

Dureza

A medida da resistência exibida por uma liga à abrasão superficial é chamada de dureza. Ligas são feitas para serem menos quebradiças, mais duras e mais resistentes à corrosão que o metal puro. As ligas que exibem maior ductilidade e tenacidade são as ligas de ferro, que são combinadas com níveis mais altos de carbono.

Resistência ao Impacto

Resistência ao impacto é uma medida da quantidade de impacto necessária para ruptura da liga.

Limite de Resistência (Endurance Limit)

A tensão máxima que a liga pode suportar sem falha em sua função para um mínimo de tensão predefinido é chamado de limite de resistência.

Resistência à Compressão

A tensão máxima que a liga pode suportar quando submetida à compressão é chamada de resistência à compressão.