Acos estruturais

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1. INTRODUÇÃO

Uma peça de aço sob o efeito de tensões de tração ou de compressão sofre deformações, que podem ser elásticas ou plásticas.
Elasticidade de um material é a sua capacidade de voltar à forma original após sucessivos ciclos de carregamento e descarregamento (carga e descarga).

• LIMITE DE ESCOAMENTO: A partir do instante em que a tensão ultrapassa o limite deproporcionalidade, tem-se início a fase plástica. Nesta fase ocorre deformações crescentes na peça sem acréscimos na tensão. O valor desta tensão constante recebe o nome de limite de escoamento (fy).O limite de escoamento do aço é uma das propriedades físicas mais importantes no cálculo das estruturas de aço, pois procura-se evitar que esta tensão seja atingida na seção transversal das barras, como forma delimitar a sua deformação

• DEFORMAÇÃO PLÁSTICA (Plasticidade): É a deformação permanente provocada por tensão igual ou superior ao limite de escoamento. É o resultado de um deslocamento permanente dos átomos que constituem o material, diferindo, portanto, da deformação elástica, em que os átomos mantêm as suas posições relativas. A deformação plástica altera a estrutura interna de um metal, tornandomais difícil o escorregamento ulterior e aumentando a dureza do metal. Este aumento da dureza por deformação plástica é denominado endurecimento por deformação a frio ou encruamento e é acompanhado de elevação do valor do limite de escoamento e do limite de escoamento e do limite de resistência.

• DUCTILIDADE: É a capacidade dos materiais de se deformar plasticamente sem se romper. Quanto maisdúctil o aço maior é a redução de área ou o alongamento antes da ruptura. A ductilidade permite a redistribuição de tensões locais elevadas. As vigas de aço dúcteis sofrem grandes deformações antes de se romper, o que na pratica constitui um aviso da presença de tensões elevadas.

• TENACIDADE: É a capacidade que tem os materiais de absorver energia quando submetidos à carga de impacto.Tenacidade é a energia total, elástica e plástica, que um material pode absorver por unidade de volume até a sua ruptura.

2. Influência dos elementos de liga
nas propriedades do aço

As composições químicas determinam muitas das características importantes dos aços, para aplicações estruturais.
A seguir, será descrita a influencia dos principais elementos de liga no estabelecimento dascaracterísticas dos aços estruturais, ressaltando que os efeitos de dois ou mais elementos usados simultaneamente podem ser diferentes dos efeitos de adições de desses elementos isoladamente.

• Carbono (C): O aumento do teor de carbono constitui a maneira mais econômica para obtenção da resistência mecânica nos aços, atuando primordialmente no limite de resistência. Por outro lado, prejudica sensivelmentea ductilidade (em especial o dobramento) e a tenacidade.

• Manganês (Mn): É usado praticamente em todo aço comercial. O aumento do teor de manganês é também uma maneira segura de melhorar a resistência mecânica, atuando especialmente sobre o limite de escoamento e a resistência à fadiga. No aço de baixo carbono, o manganês, em pequena porcentagem, torna-o dúctil e maleável. No aço rico emcarbono, entretanto, o manganês endurece o aço e aumenta-lhe a resistência.

• Silício (Si): É usado como desoxidante do aço. Favorece sensivelmente a resistência mecânica (limite de escoamento e de resistência) e a resistência à corrosão, reduzindo porém a soldabilidade.

• Enxofre (S): É extremamente prejudicial aos aços tornado-o granulado e áspero. Desfavorece a ductilidade, em especial odobramento transversal, reduz a soldabilidade e a resistência. Nos aços comuns, o teor de enxofre é limitado a valores abaixo de 0,05%.

• O fósforo quando em teor elevado torna o aço frágil e quebradiço, motivo pelo qual se deve reduzi-lo ao mínimo possível, já que não se pode eliminá-lo integralmente.

Influência dos elementos de liga nas propriedades dos aços
Propriedade/Elemento C Mn Si S...
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