2021: ūüí™ O que √© Limite de Escoamento? (Gr√°fico, C√°lculo e Exemplos)

Estruturas e componentes mec√Ęnicos s√£o projetados para resistirem a esfor√ßos el√°sticos, logo se torna necess√°rio conhecer o n√≠vel de tens√£o onde come√ßa o escoamento ou deforma√ß√£o pl√°stica.
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      • Este artigo pressup√Ķe que voc√™ tem familiaridade com o ensaio de tra√ß√£o e os gr√°ficos dele. Siga o link para saber mais sobre este ensaio.

Mas o que é Limite de Escoamento?

O que é limite de escoamento?
O limite de escoamento é justamente o ponto onde começa a deformação irrecuperável (ou plástica) do material. A partir deste ponto o material só recuperará a parte elástica de sua deformação... e ficará com uma deformação permanente e irreversível.

O in√≠cio do escoamento possui maior deforma√ß√£o em rela√ß√£o √† tens√£o aplicada, o que torna este ponto vis√≠vel em alguns materiais mais d√ļcteis como o a√ßo de baixo carbono.

A transição do regime elástico para o plástico ocorre de modo abrupto nesses materiais.
Este fen√īmeno √© conhecido por um pico de escoamento "exagerado" ou descont√≠nuo.

Limite de escoamento em aço de baixo carbono

Na maioria dos outros materiais, no entanto, a transição elástica / plástica ocorre de maneira contínua ou gradual, não sendo nítido o ponto de escoamento. Veja o ponto "P no gráfico abaixo.

Grafico mostrando o limite de escoamento outros materias

Análise do Gráfico Tensão x Deformação

Eis o gráfico que as escolas e faculdades apresentam. Lembrando que este caso é a exceção não a regra.

Pela an√°lise do gr√°fico podemos observar 3 fases (zonas) do material: El√°stica, escoamento e pl√°stica.

Zona El√°stica

O material n√£o sofre altera√ß√Ķes macrosc√≥picas, nem perde propriedades. 

√Č como um el√°stico, voc√™ puxa e ele volta. E nem parece que voc√™ puxou ele antes!

Em outras palavras: Vale a Lei de Hooke.

Obs: Cargas c√≠clicas (alternadas) podem ocasionar fadiga em certos materiais e lev√°-los a falhar.

Escoamento

√Č a zona onde o material j√° sofre deforma√ß√£o pl√°stica por√©m esta n√£o √© detectada pela m√°quina de ensaio pois o material "escoa" ou expande sem necessitar de mais for√ßa (tens√£o). 

A explica√ß√£o do fen√īmeno √© metal√ļrgica e est√° ligada, no a√ßo, a baixas quantidades de carbono. 

Limite de escoamento baixo não é sempre ruim. Materiais com baixo limite de escoamento são bons para dobrar e conformar.

Materiais com alto limite de escoamento s√£o dif√≠ceis (ou caros) de conformar. As vezes esse fen√īmeno √© chamado de "efeito mola" pelos "pe√Ķes".

Zona Pl√°stica

Nesta fase o material não consegue voltar a seu estado inicial. Alguma deformação plástica (encruamento) é permanente.

Os pontos chaves aqui s√£o T (Tens√£o m√°xima de engenharia) e R (Tens√£o de ruptura).

Como calcular o limite de escoamento (ou tens√£o de escoamento)

Convencionou-se por norma traçar uma linha reta paralela à porção elástica da curva tensão x deformação, a partir de uma pré deformação de 0,002.

O ponto de encontro da linha paralela com a curva representa o limite de escoamento convencional como pode ser visto na figura abaixo:
Grafico mostrando o limite de escoamento outros materias

Tensão admissível X tensão de escoamento

A tensão de escoamento é muito utilizada no cálculo da tensão admissível em projetos. Mas tensão admissível não é igual tensão de escoamento.

Tensão admissível é apenas uma fração da tensão limite de escoamento. Veja abaixo a fórmula:
Fórmula da tensão admissível
Obs.: C.S. = coeficiente de segurança.

Saiba mais sobre a tensão admissível (com exemplos práticos).

Tensão de Escoamento do Aço

A resistência ao escoamento do aço pode variar em função da especificação ou norma, espessura, tratamento térmico etc..

No entanto é esperado que uma aço 1020 comum (como um AISI SAE 1020) apresente 350 MPa ou 50800 psi de resistência ao escoamento.

A maioria das normas (ASTM A36) especifica um limite de escoamento mínimo. Esse limite costuma variar entre 245 a 355.

√Č em geral aceito como verdade que um a√ßo comum jamais ter√° menos que 200MPa ou mais que 2100MPa de tens√£o limite de escoamento. (fonte matweb.com)

Referências Bibliográficas

Citação

Gostaria de citar este meu artigo em seu trabalho ou monografia? 

Copie o par√°grafo abaixo e cole na sua se√ß√£o de bibliografia (ou refer√™ncias bibliogr√°ficas). Lembre-se de substituir os "X" mai√ļsculos pelas datas da sua consulta.

LUZ, Gelson. O que é Limite de Escoamento? (Gráfico, Cálculo e Exemplos). Blog Materiais, [s. l], 2017. Disponível em: https://www.materiais.gelsonluz.com/2017/10/o-que-e-limite-de-escoamento.html. Acesso em: XX de XXXX de 20XX.

Obs.: Esta cita√ß√£o segue a norma ABNT NBR 6023 (Sim ela foi revisada).

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A√ßo Carbono,27,A√ßo Cromo,2,A√ßo Cromo Molibd√™nio,3,A√ßo Cromo N√≠quel Molibd√™nio,6,A√ßo Cromo Van√°dio,1,A√ßo Inoxid√°vel,11,A√ßo Mangan√™s,1,Afinidade-Eletronica,87,AISI,11,ASTM,72,Calor Espec√≠fico,30,Calor-Fusao,93,Calor-Vaporizacao,96,Composi√ß√£o Qu√≠mica,138,Condutividade-Eletrica,79,Condutividade-Termica,104,Densidade,240,Dilatacao-Termica,85,Distribuicao-Eletronica,109,Elementos-Quimicos,109,Eletronegatividade,102,Energia-de-Ionizacao,102,Ensaios Destrutivos,14,Estados-de-Oxidacao,104,Estrutura-Cristalina,95,Familia,78,Grupo,109,Isotopos,109,Livros,3,Massa Espec√≠fica,14,Massa-At√īmica,137,Massa-Molar,65,Massa-Molecular,46,Modulo-de-Elasticidade,81,Numero-Atomico,109,Periodo,106,Peso Espec√≠fico,87,Ponto-de-Ebuli√ß√£o,140,Ponto-de-Fus√£o,164,Potencial-de-Ionizacao,101,Propriedades,8,Qu√≠micas,20,Raio-Atomico,86,Raio-Covalente,87,Raio-Ionico,78,SAE 10XX,24,SAE 13XX,1,SAE 41XX,3,SAE 43XX,2,SAE 5XXX,2,SAE 61XX,1,SAE 86XX,3,SAE 93XX,1,Simbolo-Quimico,109,Termos T√©cnicos,30,Valencia,98,Viscosidade,49,Volume-Atomico,94,
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