O que é Módulo de elasticidade do aço?

O módulo de elasticidade do aço (ou módulo de Young) é uma propriedade mecânica referente à rigidez ou resistência do material à deformação elástica.

Assim, tem relação com a tração ou compressão (ou seja, tensão negativa), medindo a rigidez de tração ou compressão de um material sólido (neste caso o aço) quando a força é aplicada longitudinalmente.

Abaixo você entende tudo sobre o assunto e confere a medida de Young de diferentes tipos de aço!

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O que é módulo de elasticidade?

O módulo de elasticidade é uma propriedade mecânica que mede a resistência dos materiais à deformação sob carga. Também conhecido como módulo de Young, é o coeficiente de proporcionalidade entre a “deformação” e a “tensão de tração” quando o material é puxado.

Desse modo, é a medida de rigidez de um material; a razão entre a tensão e a deformação correspondente abaixo do limite proporcional. Assim, o módulo de elasticidade é a inclinação da curva tensão-deformação na faixa de proporcionalidade linear da tensão à deformação na curva tensão-deformação.

Em geral, um material com um valor maior para o módulo de elasticidade tem maior tensão de tração ou rigidez. O contrário também se aplica: materiais com baixo módulo de elasticidade podem ser facilmente deformados.

Materiais com alto módulo de Young indicam que são inelásticos e rígidos, enquanto materiais com baixo módulo de Young são elásticos e podem ser facilmente deformados.

Os módulos de Young são tipicamente tão grandes que são expressos não em pascal, mas em gigapascal (GPa).

Origem

Embora o módulo de Young leve o nome de Thomas Young — cientista britânico do século XIX — o conceito foi desenvolvido em 1727 por Leonhard Euler. Os primeiros experimentos que usaram esse conceito em sua forma atual foram realizados pelo cientista italiano Giordano Riccati em 1782, antecedendo o trabalho de Young em 25 anos!

Já o termo módulo é derivado da raiz latina modus, que significa medida.

Qual o módulo de elasticidade do aço?

O módulo de elasticidade do aço à temperatura ambiente está tipicamente entre 190 GPa (27.500 ksi) e 215 GPa (31.200 ksi). Entretanto, como cada tipo de aço possui suas particularidades — aços carbono, aços liga, aços inoxidáveis ​​e aços ferramenta — eles podem possuir valores de elasticidade diferentes entre si (abaixo você confere uma tabela com as medidas dos principais aços).

O módulo de elasticidade de aços fundidos de baixa liga e carbono à temperatura ambiente é apenas ligeiramente afetado por mudanças na composição e estrutura. O módulo de elasticidade, E, é de cerca de 200 GPa (29 × 106 psi). Entretanto, é preciso lembrar que o aumento da temperatura causa um efeito no módulo de elasticidade do aço.

Valores típicos:

🔹 a 200°C (400°F) é cerca de 193 GPa (28 × 106 psi);

🔹 a 360°C (680°F), 179 GPa (26 × 106 psi);

🔹 a 445°C (830°F), 165 GPa (24 × 106 psi);

🔹 e a 490°C (910°F), 152 GPa (22 × 106 psi).

🔹 acima de 480 °C (900 °F), o valor do módulo de elasticidade diminui rapidamente.

Para que serve o módulo de elasticidade?

O módulo de Young pode ser usado para prever o alongamento ou compressão de um objeto.

Ao entender o módulo de elasticidade do aço, podemos afirmar que o aço é mais rígido que a madeira ou o poliestireno, por exemplo, pois tende a sofrer deformação sob uma carga aplicada.

Este valor do módulo de elasticidade do aço indica que esse metal possui um alto limite de rolamento e pode suportar aumento de pressão quando usado. Além disso, percebe-se que as estruturas com aço seriam mais aterradas.

Módulo de elasticidade de aços carbono

Módulo de Young de aços para construção mecânica

Módulos de Young de aços ferramenta

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