• Em dois desses filmes a mesma liga de cobre foi testada. Observa-se contudo que um dos provetes (o que sofreu recozimento) é apreciavelmente mais dúctil que o outro (que tinha sofrido trabalho plástico). Como iremos estudar ao longo desta cadeira:

• Os tratamentos térmicos e/ou mecânicos em geral alteram a resistência e a ductilidade do material (são realizados precisamente com esse objectivo).

• Em geral, nesses casos a resistência e a ductilidade variam em sentido oposto.

• No entanto, nem todas as propriedades mecânicas são alteráveis por tratamentos térmicos e/ou mecânicos. Por exº, o módulo de Young,  E, que depende essencialmente da energia das ligações interatómicas, mantém-se essencialmente inalterado nesses tratamentos.
  • O módulo de elasticidade está intimamente relacionado com a energia de ligação interatómica (o mesmo acontece por exemplo à temperatura de fusão); assim, não é alterável através de tratamentos termicos e/ou mecânicos. 
    
  • Já a resistência (seja medida pela tensão de cedência, seja pela tensão máxima) e a ductilidade dos materiais podem eventualmente ser alteradas por tratamentos adequados (normalmente um aumento em resistência tem o custo de uma diminuição em ductilidade e vice-versa).

Recursos audiovisuais: Callister (animações- ensaio de tracção; curvas do ensaio de tracção de materiais diversos).

• Discussão: como se pode avaliar quantitativamente a ductilidade e a resistência?
  • a ductilidade pode ser medida pela extensão plástica à fractura, pela máxima extensão uniforme, pela percentagem de redução de área (à fractura, ou no ponto de carga máxima), etc.; 
    • Recordou-se o facto de um material frágil ser um material que pode ser muito resistente. "Frágil" significa apresentar, à fractura, deformação plástica nula ou desprezável.
  • a resistência mecânica pode ser medida pelo valor da carga máxima, ou pelo valor da tensão de cedência.
• Discussão: o facto de um material ter comportamento "elástico" significa que ele retorna às suas dimensões iniciais, após a remoção da carga aplicada. No caso dos metais e cerâmicos, o comportamento elástico é expresso por uma lei linear (lei de Hooke), mas no caso dos elastómeros a curva elástica é não-linear (e como se viu, a curva de descarga pode não coincidir com a curva de carga, ie, pode existir um fenómeno de histerese. Notar então: 
  
  • Linear => elástico
  • Elástico "não implica" linear. 
    

Velocidade de alongamento, velocidade (ou taxa) de deformação nominal e real.

Ensaio de tracção: célula de carga, extensómetro.

Coeficiente de Poisson. Deformação de corte (ou, distorção).  Módulo de distorção (ou de Coulomb). Relação entre a distorção e a tensão de corte em regime elástico. Relação entre o módulo de Coulomb, o módulo de Young e o coeficiente de Poisson para um material isótropo. 

Na aula prática far-se-á o cálculo da variação de volume em regime elástico de um material isotrópico sujeito a um esforço de tracção uniaxial.

Como se verá, em geral essa variação é não-nula, só que é, em percentagem, um valor relativamente muito baixo (tipicamente abaixo de 1%).

Significado físico do integral da curva tensão vs. extensão: energia mecânica absorvida, por unidade de volume. Módulo de resiliência (energia armazenada em regime elástico). Módulo de tenacidade (energia armazenada até à fractura).

A resiliência pode ser estimada em função da tensão de cedência (ou de forma aproximada: em função da tensão de prova) e do módulo de Young.

Leitura para a próxima aula teórica:     Smith:    276  -278  , 69-77   . Callister:  154-160, 38-47.