A resistência do aço é uma das principais propriedades mecânicas desse metal. Ela é importante, pois tem relação intrínseca com a capacidade do aço de suportar forças externas (em especial de tração e compressão) sem sofrer deformação permanente durante o processo!
Alguns elementos de liga e tratamentos térmicos podem ser usados como artifício para aumentar a resistência mecânica do aço.
Dessa forma, o material tem outras propriedades aprimoradas também, como a soldabilidade, resistência à corrosão, resistência à moldagem (laminação, forjamento, etc) e boa durabilidade das peças fabricadas.
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O que é Resistência mecânica do aço?
A resistência mecânica é a capacidade do aço de suportar forças externas (de tração ou compressão) sem sofrer deformação plástica (permanente).
🔹 Tração: tende a alongar a peça no sentido da reta de ação da força aplicada.
🔹 Compressão: tende a encurtar a peça no sentido da reta da força aplicada.
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Vantagens e usos de um aço resistente
Um aço caracterizado por boa resistência mecânica é imprescindível para a fabricação de algumas peças que vão desempenhar atividades em temperaturas extremas, alta pressão e de tração.
Além de garantir funcionalidade e eficiência em ambientes em condições extremas, essa propriedade mecânica também oferece pouca necessidade de manutenção, boa durabilidade, soldagem, resistência à corrosão e resistência aos processos que o aço pode passar, como laminação e forjamento.
Resistência à tração do aço
A tração, por definição, significa que o metal pode ser alongado ou esticado. A resistência à tração é a resistência do aço à quebra sob tensão de tração. É usado para especificar o ponto em que o aço passa da deformação elástica (temporária) para a plástica (permanente). Normalmente, é medido em unidades de força por área de seção transversal. Depois que uma peça de aço é puxada além de seu ponto de tensão de tração, ela se quebra.
A resistência à tração do aço nos mostra quanta tensão de tração o aço pode suportar até levar à falha de duas maneiras:
🔹 Fratura dúctil – é o estágio preliminar da falha, onde é empurrado além do ponto de escoamento para a deformação permanente.
🔹 Fratura frágil – este é o estágio final onde a medição da resistência à tração é feita.
Em essência, a resistência à tração é medida pela tensão máxima que o aço pode suportar ao ser esticado ou puxado antes de quebrar.
Resistência à compressão
A resistência à compressão refere-se à capacidade de suportar cargas que reduzem o tamanho do material. Uma força é aplicada na parte superior e inferior de uma amostra de teste, até que a amostra sofra fratura ou seja deformada.
Os aços também podem ser testados quanto à resistência à compressão. No caso de materiais dúcteis, a deformação tende a ocorrer. Inicialmente, um material dúctil acomodará a carga aplicada, ajustando sua estrutura interna – um processo conhecido como fluxo de plástico.
Uma vez que a deformação está concentrada em uma área, o fluxo de plástico para e o material se quebra.
Para metais dúcteis, geralmente a resistência à tração é o indicador preferido para medição e comparação. Isso ocorre porque a tensão de tração mede as forças necessárias para separar um material, o que é mais adequado para o fenômeno do fluxo de plástico.
Elementos de liga para resistência do aço
As propriedades do aço podem ser modificadas de acordo com os elementos de liga presentes em sua composição. Carbono, molibdênio e silício, por exemplo, são elementos que influenciam diretamente no aumento da resistência mecânica.
O aumento da resistência implica na melhora do desempenho do aço, especialmente em meio a esforços que demandam tração e compressão.
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Entretanto, é preciso lembrar que para um aço ganhar resistência mecânica com a adição de elementos, em especial com o carbono, ele pode perder em outras propriedades, como ductilidade, tendo diminuição da sua tolerância a impactos.
O Aço carbono é resistente?
Como o carbono é um elemento que influencia diretamente a resistência do aço, quanto maior o teor de carbono, maior a resistência. Em contrapartida, com o aumento de carbono na composição, diminui-se a ductilidade e capacidade de soldagem.
Resistência máxima à tração do Aço de baixo carbono
A resistência máxima à tração do aço de baixo carbono está entre 400 – 550 MPa.
Resistência máxima à tração do Aço de alto carbono
Já a resistência máxima à tração do aço com alto teor de carbono é de 1100 MPa.
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No geral, o aço carbono é um aço resistente quando aplicado nas finalidades recomendadas. Sem contar que existem inúmeros tipos de aço carbono dentro das 3 categorias principais: aço de baixo, médio e alto teor de carbono.
⚠️Lembre-se: não se deve escolher o aço apenas considerando sua resistência mecânica. É preciso escolher o aço pensando em todas as etapas e características necessárias e desejáveis para seu projeto.
Tratamentos térmicos para um aço mais resistente
Além dos elementos de liga, os tratamentos térmicos também podem aumentar a resistência do aço. Esses processos são operações controladas de aquecimento e resfriamento, realizadas com a finalidade de alterar as características de aços e ligas especiais.
Assim, os aços podem ser submetidos a diferentes tratamentos térmicos e/ou termomecânicos para otimizar suas propriedades. A obtenção da estrutura desejada se faz como emprego de diversas taxas de resfriamento. Dentre os principais tratamentos térmicos estão:
✔️ Recozimento;
✔️ Normalização;
✔️ Têmpera;
✔️ Revenimento (ou revenido).
O recozimento, a normalização e a têmpera envolvem transformações de fase a partir da austenita. O revenimento, por sua vez, é um tratamento associado a aços temperados, com o objetivo de aliviar tensões e reduzir a fragilidade da estrutura martensítica.
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