MAPA – Ciências dos Materiais – 54/2025

MAPA – CIÊNCIAS DOS MATERIAIS – 54/2025

CONTEXTUALIZAÇÃO

Imagine que você é o engenheiro responsável pela análise de materiais em uma indústria metalúrgica que fabrica eixos para transmissões automotivas. Recentemente, um novo lote de aço foi recebido do fornecedor, e para garantir a qualidade e a conformidade com as especificações do projeto, foi solicitado um ensaio de tração em corpos de prova padronizados. Sabe-se que o objetivo do teste de tração é avaliar as principais propriedades mecânicas do material, como módulo de elasticidade, limite de escoamento, limite de resistência à tração, alongamento e tenacidade.

Durante o ensaio, obteve-se uma curva tensão × deformação característica para o material.

Os resultados experimentais indicaram que o corpo de prova, com comprimento inicial de 50 mm e diâmetro de 10 mm, apresentou:

Alongamento final de 62 mm no momento da ruptura.

Carga máxima registrada de 32.000 N.

Deformação elástica acontece até o valor de 0,002 (0,2%).

Carga correspondente ao limite de escoamento de 18.000 N.

Diante dessas informações, determine as seguintes características do material:

a) Calcule a área inicial da seção transversal do corpo de prova e, a partir dela, determine a tensão máxima suportada pelo material.

b) Determine a tensão de escoamento do material.

c) Calcule o módulo de elasticidade (E).

d) Calcule o percentual de alongamento do corpo de prova até a ruptura.

e) Explique, em termos conceituais, se o material pode ser considerado dúctil ou frágil, justificando com base nos resultados obtidos.

Ciências dos Materiais