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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Descubra o que é e qual o módulo de elasticidade do aço.

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 é uma medida importante para saber a rigidez dos metais, usado na construção de estruturas de aço por exemplo.

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.

Barras de aços em formato redondo.

Módulo de elasticidade de aços carbono

SAE GPa ksi
A36 200 29008
1020 205 29700
1045 205 29700

Módulo de Young de aços para construção mecânica

SAE GPa Ksi
4140 190-210         27557-30458
4340 190-210         27557-30458

Módulos de Young de aços ferramenta

SAE GPa ksi
D2 210 30458
M2 207 30000
O1 214 31000
H13 215 31200
P20 207 30000

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