Num artigo anterior sobre resistência do metal, analisámos a medição da resistência à tracção e ao impacto. Mas há duas outras propriedades mecânicas muito importantes que devem ser consideradas ao seleccionar um metal para o seu próximo projecto. Estas propriedades são ductilidade e dureza.
O que é Ductilidade?
Ductilidade é a capacidade de um metal se deformar sem se fracturar. Os metais que podem ser formados ou prensados noutra forma sem qualquer fractura são considerados como dúcteis. Os metais que fracturam são classificados como frágeis (essencialmente o oposto de dúcteis).
Ductilidade desempenha um papel importante na formabilidade. Os metais que são excessivamente frágeis podem não conseguir formar-se com sucesso. Por exemplo, se um pedaço de metal for esticado num fio fino, é imperativo que tenha alguma ductilidade. Se o metal for demasiado quebradiço, fractura-se assim que o metal começa a esticar-se. A ductilidade é também uma importante consideração de segurança para projectos estruturais. A ductilidade permite que as estruturas se dobrem e deformem até certo ponto sem se romperem quando colocadas sob cargas pesadas.
Como medir a ductilidade
Elongamento percentual e redução percentual são duas formas de medir a ductilidade:
- O alongamento percentual mede o comprimento que um metal deforma como uma percentagem do seu comprimento original, depois de ser puxado para a falha durante um ensaio de tracção.
- A redução percentual mede a parte mais estreita da secção transversal de uma amostra metálica após uma ruptura induzida pelo ensaio de tracção.
A ductilidade pode ser dependente da temperatura, pelo que as temperaturas a que o metal será submetido numa aplicação devem ser tidas em conta. A maioria dos metais tem uma tabela de temperatura de transição dúctil que pode ajudar.
Quais os Metais que são Dúcteis?
Existem muitos metais dúcteis, incluindo:
- Alumínio
- Baixo
- Cobre
- Aço de baixo carbono
- Ouro
- Prata
- Estanho
- Lead
Metais que são considerados frágeis incluem ferro fundido, crómio e tungsténio. Exemplos de aplicações que requerem alta ductilidade incluem cabos metálicos, estampagens, e vigas estruturais.
O que é Dureza?
Dureza é uma medida da capacidade de um metal de resistir à indentação. Quando um metal deve resistir a forças sem depressão ou amolgadelas, deve-se procurar um metal com uma dureza elevada.
A dureza também pode dar ao utilizador final uma ideia da resistência à abrasão de um metal. Quanto maior for a dureza de um metal, melhor será a sua capacidade de resistir à abrasão. Isto é muito importante para aplicações em que o metal a ser utilizado está sujeito a forças e objectos que podem causar desgaste.
Como medir a dureza
Para indentações, existem vários métodos de teste proprietários disponíveis para medir a dureza. Os métodos mais populares são:
- Vickers
- Brinell
- Rockwell
Em cada teste de dureza, um objecto muito duro, tal como um diamante de grau industrial, é deprimido para um material utilizando uma força conhecida. O tamanho da depressão transformada no material de teste é então medido. Esta medição pode então ser convertida num valor como HRB (Rockwell) ou HV (Vickers).
O teste de dureza Mohs é utilizado para medir a resistência de um material ao risco. Neste teste, são utilizados vários materiais aos quais foram atribuídos números de dureza para tentar arranhar a amostra de teste de metal. O material com o menor número para fazer um arranhão na amostra é atribuído a essa amostra, dando-lhe uma dureza relativa.
Quais são os metais mais duros?
Os metais que têm uma dureza relativamente elevada incluem:
- Tungsténio
- Aço com alto teor de carbono
- Ferro fundido
Processamento especial como o tratamento térmico ou o endurecimento do trabalho também pode ser utilizado para aumentar ainda mais a dureza de um determinado metal. A dureza está muitas vezes inversamente relacionada com a ductilidade, pelo que os metais dúcteis acima mencionados têm tipicamente uma dureza relativamente baixa. As aplicações que requerem dureza elevada incluem eixos, pinos, e engrenagens.
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