9 Propriedades Mecânicas dos Metais

As propriedades mecânicas dos metais incluem plasticidade, fragilidade, maleabilidade, dureza, ductilidade, elasticidade, tenacidade e rigidez.

Todas essas propriedades podem variar de um metal para outro, permitindo sua diferenciação e classificação de uma perspectiva de comportamento mecânico.

Essas propriedades são medidas quando um metal é submetido a uma força ou carga. Os engenheiros mecânicos calculam cada um dos valores das propriedades mecânicas dos metais, dependendo das forças aplicadas a eles.

Da mesma forma, os cientistas de materiais estão constantemente experimentando diferentes metais sob múltiplas condições, a fim de estabelecer suas propriedades mecânicas.

Graças à experimentação com metais, foi possível definir suas propriedades mecânicas. É importante ressaltar que, dependendo do tipo, tamanho e força aplicados a um metal, os resultados gerados por ele variam.

É por isso que os cientistas quiseram unificar os parâmetros dos procedimentos experimentais, com o objetivo de poder comparar os resultados obtidos por diferentes metais ao aplicar as mesmas forças (Team, 2014).

9 principais propriedades mecânicas dos metais

1- Plasticidade

É a propriedade mecânica dos metais completamente oposta à elasticidade. A plasticidade é definida como a capacidade dos metais de reter a forma que lhes foi dada após terem sido submetidos a um esforço.

Os metais geralmente são altamente plásticos, por isso, uma vez deformados, eles facilmente conservam sua nova forma.

2- Fragilidade

A fragilidade é uma propriedade completamente oposta à tenacidade, pois denota a facilidade com que um metal pode ser quebrado, uma vez que é submetido a um esforço.

Em muitos casos, os metais são ligados uns aos outros para reduzir seu coeficiente de fragilidade e para tolerar mais cargas.

A fragilidade também é definida como fadiga durante os testes de resistência mecânica de metais.

Desta forma, um metal pode ser submetido várias vezes ao mesmo esforço antes de quebrar e lançar um resultado conclusivo sobre sua fragilidade (Materia, 2002).

3- Malleability

A maleabilidade refere-se à facilidade de um metal a ser laminado sem que isso represente uma quebra em sua estrutura.

Muitos metais ou ligas metálicas têm um alto coeficiente de maleabilidade, este é o caso do alumínio que é altamente maleável ou aço inoxidável.

4- Dureza

A dureza é definida como a resistência que um metal se opõe aos agentes abrasivos. É a resistência que tem qualquer metal a ser riscado ou penetrado por um corpo.

A maioria dos metais precisa ser ligada em alguma porcentagem para aumentar sua dureza. Este é o caso do ouro, que por si só não seria tão duro como quando misturado com o bronze.

Historicamente, a dureza foi medida em uma escala empírica, determinada pela capacidade de um metal arranhar outro ou resistir ao impacto de um diamante.

Atualmente, a dureza dos metais é medida com procedimentos padronizados, como o teste de Rockwell, Vickers ou Brinell.

Todos esses testes buscam produzir resultados conclusivos sem danificar o metal em estudo (Kailas, nd).

5- Ductilidade

A ductilidade é a capacidade de um metal se deformar antes de quebrar. Nesse sentido, é uma propriedade mecânica completamente oposta à fragilidade.

A ductilidade pode ser dada como uma porcentagem do alongamento máximo ou como uma redução máxima da área.

Uma maneira elementar de explicar como o material dúctil é, pode ser por sua capacidade de ser transformado em arame ou arame. Um metal altamente dúctil é o cobre (Guru, 2017).

6- Elasticidade

A elasticidade que define como a capacidade de um metal recuperar sua forma após ter sido submetido a uma força externa.

Em geral, os metais não são muito elásticos, por isso é comum que apresentem dentes ou marcas de golpes que nunca se recuperem.

Quando um metal é elástico, ele também pode ser considerado resiliente, pois é capaz de absorver a energia elástica que está causando uma deformação.

7- Tenacidade

Tenacidade é o conceito paralelo à fragilidade, pois denota a capacidade de um material resistir à aplicação de uma força externa sem se romper.

Os metais e suas ligas são, geralmente, tenazes. Este é o caso do aço, cuja tenacidade permite que ele seja adequado para aplicações de construção que exigem altas cargas sem quebrar.

A tenacidade dos metais pode ser medida em diferentes escalas. Em alguns testes, quantidades relativamente pequenas de força são aplicadas a um metal, como impactos leves ou choques. Em outras ocasiões, é comum que forças maiores sejam aplicadas.

Em qualquer caso, o coeficiente de tenacidade de um metal será dado na medida em que não apresentar nenhum tipo de ruptura após ter sido submetido a um esforço.

8- Rigidez

A rigidez é uma propriedade mecânica dos metais. Isso ocorre quando uma força externa é aplicada a um metal e deve desenvolver uma força interna para sustentá-lo. Essa força interna é chamada de "estresse".

Desta forma, a rigidez é a capacidade de um metal para resistir à deformação durante a presença de estresse (Capítulo 6. Propriedades Mecânicas dos Metais, 2004).

9- Variabilidade de propriedades

Testes de propriedades mecânicas de metais nem sempre produzem os mesmos resultados, isto é devido a possíveis mudanças no tipo de equipamento, procedimento ou operador que é usado durante o teste.

No entanto, mesmo quando todos esses parâmetros são controlados, há uma pequena margem na variação dos resultados das propriedades mecânicas dos metais.

Isso ocorre porque muitas vezes o processo de fabricação ou extração de metal nem sempre é homogêneo.

Portanto, os resultados ao medir as propriedades dos metais podem ser alterados.

Para mitigar essas diferenças, recomenda-se realizar o mesmo teste de resistência mecânica várias vezes no mesmo material, mas em amostras diferentes selecionadas aleatoriamente.