A resistência do aço é um atributo complexo, abrangendo diversas propriedades mecânicas que, juntas, determinam a resistência do material a forças e tensões externas. Entendê-la requer avaliar uma série de fatores, desde resistência à tração/escoamento/cisalhamento/compressão até condições ambientais.
O que é resistência do aço?
Resistência do aço é uma frase geral que não pode ser quantificada precisamente. É melhor definida como segue e inclui uma série de características distintas de propriedades mecânicas do aço:
Resistência do Açoé o ápice de todos os comportamentos mecânicos que resultam em uma resistência geral a tensões, pressões e energias do ambiente antes que ocorra quebra ou deformação irreversível.
Para mais informações sobre propriedades mecânicas, visite nossa Introdução àsPropriedades mecânicas dos metais.
Tipos de resistência mecânica do aço
Fundamentalmente, a resistência do aço pode ser dividida em quatro métricas distintas, cada uma das quais é o ponto de ruptura do aço sob a força ou estresse específico aplicado a ele. Para criar uma observação coletiva, cada uma das quatro formas de resistência deve ser vista separadamente e em conjunto umas com as outras.
Resistência à tracção: Capacidade do aço de resistir à tração (também conhecida como resistência à tração máxima).
Tensão de Tração:Puxa materiais em direções opostas.
Limite de escoamento:O ponto em que o comportamento elástico de um metal dá lugar à deformação plástica.
Elasticidade:Capacidade de um material de retornar à sua forma original após sofrer uma força de deformação.
Deformação plástica:Ponto de deformação permanente (mas não de quebra).
Força de cisalhamento:Capacidade do aço de resistir à quebra ou ao corte ao longo de seus planos.
Tensão de cisalhamento:Força que vem de direções laterais, centrais ou opostas, atuando apenas em uma parte do metal, podendo cortá-lo ou quebrá-lo.
Força compressiva: Capacidade do aço de resistir à compressão, aperto ou redução de tamanho (não tão relevante ao avaliar fixadores de aço).
Estresse compressivo:Força que empurra o aço para encurtá-lo e espalhá-lo na direção lateral.
Essas forças terão impacto umas nas outras. A resistência à tração influencia a resistência ao escoamento e ao cisalhamento, a resistência à compressão influencia a resistência ao escoamento, e assim por diante. É essencial evitar avaliá-las no vácuo. Como a maioria das outras métricas são derivadas da resistência à tração, é vantajoso começar por aí.
Outras propriedades mecânicas que influenciam a resistência
Um metal pode ser forte sem ser muito duro se suas resistências à tração, ao escoamento, ao cisalhamento e à compressão forem levadas em conta. É aqui que a resistência do aço é afetada por sua dureza e ductilidade.
Dureza
A relação entre dureza e resistência é complexa, especialmente porque elas medem coisas semelhantes:
Forçamede a resistência a forças e tensões externas.
Durezamede a capacidade de resistir à deformação plástica.
O mesmo conceito está sendo testado em uma ampla gama de testes de dureza: quanta potência é necessária para pressionar um objeto em um material e deixar uma indentação duradoura? Parece que a resistência de um metal a uma força externa aumenta com sua dureza, significando sua força. Na realidade, maior dureza tende a ser correlacionada com maiores resistências à tração e ao escoamento.
O aço deve, no entanto, suportar forças adicionais, como rachaduras. Um aço extremamente duro pode se tornar tão quebradiço que quebra facilmente, marcando o limite no qual a resistência não é mais uma vantagem. Na verdade, muita dureza pode enfraquecer o aço.
Ductilidade
Essa também é uma relação difícil de quantificar, então começaremos com uma definição:
Ductilidade:Medida da capacidade de um metal sofrer deformação plástica sem quebrar.
A ductilidade é medida por dois testes:
Alongamento:Mede o quanto um material se estica antes de quebrar. O teste marca dois pontos no material antes de ser esticado. Uma vez esticado até seu ponto de ruptura, os pontos são medidos novamente e o alongamento é calculado pelas duas distâncias.
Redução de Área:Mede o quanto a área reduz do seu ponto inicial até o seu ponto de ruptura. Os testes medem o diâmetro do material antes do alongamento e depois da ruptura e calculam a diferença.
Uma maneira de observar a baixa resistência à tração e ao escoamento do aço dúctil é ver o quão pouco ele resiste à deformação plástica. Mas como é difícil quebrar algo que se dobra facilmente, ele provavelmente tem uma resistência ao cisalhamento menor. Uma vez deformado, porém, ele é flexível e resiste à divisão.
Usinabilidade
Usinabilidade é o grau em que um material pode ser cortado com pouca ou nenhuma lasca ou deterioração da qualidade da superfície. Um material de baixa usinabilidade precisaria de mais força e provavelmente resultaria em danos, enquanto um material de alta usinabilidade pode ser cortado de forma simples e com pouca resistência.
Resistência à tração reduzida é tipicamente associada a boa usinabilidade; compare a dificuldade de cortar massa com argila cozida. A ligação com resistência ao cisalhamento é a mesma: um material é facilmente quebrado ao longo de seus planos se puder ser usinado.
Dureza
Resistência à tração e ductilidade são duas características que juntas compõem a tenacidade. Um material é considerado tenaz se tiver ambas as qualidades, ou seja, se ele só puder dobrar quando submetido a uma força significativa, mas ainda resistir à quebra. Isso é especialmente benéfico em casos em que o metal está fatigado ou danificado, pois a ductilidade diminui a taxa na qual pequenas fissuras quebram.
A resistência à tração, sem dúvida, tem um papel na tenacidade. Aços tenazes frequentemente têm altos limites de escoamento também porque a resistência à tração e ao escoamento frequentemente cooperam. Outro sinal de uma alta resistência ao cisalhamento seria a capacidade de suportar a quebra sob força.
A resistência do aço é um atributo complexo que envolve várias propriedades mecânicas que determinam sua resistência a forças e tensões externas. É importante entender como ele funciona para que você possa avaliar seu desempenho potencial em sua aplicação;Equipe de suporte de engenharia da Wenqiajuda você a considerar diferentes fatores de resistência para que você possa escolher o material certo para suas necessidades.
