Seleção de materiais e como as propriedades dos materiais afetam o seu despenho

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• Quais são os principais fatores que influenciam na seleção de materiais?
• O que é a seleção de materiais?
• Porque a seleção do material é importante para o desenvolvimento de uma pesquisa?
• Quais são os critérios para a seleção de um material para determinada aplicação?

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Universidade Federal de Campina Grande 
Centro de Ciências e Tecnologia 
Unidade Acadêmica de Engenharia de Materiais 
Disciplina: Propriedades Mecânicas do Materiais 
Prof. Rômulo Feitosa Navarro 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESTUDO SOBRE OS PRINCIPAIS FATORES QUE DEVEM SER 
CONSIDERADOS NO PROCESSO DE SELEÇÃO DE MATERIAIS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Escrito por: Thiago G. de Souza 
Graduando em Engenharia de Materiais 
Email:  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Campina Grande, março de 2015 
SELEÇÃO DE MATERIAIS 
Por Thiago G. de Souza |  
INTRODUÇÃO 
 
Todo engenheiro de materiais deve ter como principal característica a 
capacidade de escolher os materiais que serão utilizados em uma determinada 
aplicação. Porém a escolha de um material, dentre tantos existentes não é uma tarefa 
fácil. Existem vários critérios que devem ser considerados, para que a seleção de um 
material para determinado produto, seja a mais acertada possível. 
Na sua formação acadêmica, o engenheiro de materiais aprende que o processo 
de seleção de materiais está associado a quatro pilares: Processamento; Estrutura; 
Propriedades e Desempenho em Aplicações. Em outras palavras, é o profissional que 
explica o “macro” a partir do “micro”. 
A seleção de materiais envolve uma gama de conhecimentos técnicos cuja 
amplitude dificilmente pode ser coberta por uma única categoria profissional. Assim, a 
seleção de materiais é o ponto focal de uma série de especialidades tecnológicas, que 
vão desde a criação do projeto até a análise de desempenho em campo. 
Exemplificando, no desenvolvimento de um produto, o estabelecimento de requisitos a 
serem atendidos norteia uma primeira descrição funcional de projeto. (FERRANTE, 
2009) 
As funções requeridas de um produto determinam as especificações necessárias 
ao projeto; estas são as especificações de desempenho que consistem num conjunto 
de características que permitem a utilização do produto de forma eficiente; enquanto 
que as especificações de projeto compõem-se de um rol de indicações técnicas 
referentes à forma, às dimensões, às tolerâncias, ao acabamento e aos materiais 
constituintes do produto que permitem atender às especificações de desempenho. As 
especificações de desempenho devem ser analisadas segundo dois aspectos: 
 A definição dos requisitos de desempenho; 
 As consequências de uma superavaliação ou subavaliação dos requisitos de 
desempenho. 
 
Algumas vezes é difícil conciliar as especificações de desempenho. Porém, 
deve-se procurar encontrar um "ponto ótimo" onde se estabeleça equilíbrio entre os 
requisitos e as possibilidades técnicas de realização. As consequências de uma 
subavaliação das especificações podem ser um desempenho deficiente onde a 
probabilidade de surgir falhas graves em serviço - com custos materiais e humanos – 
não pode deixar de ser considerada. A superavaliação conduz quase sempre a custos 
de fabricação mais elevados, com o uso de energia, de material ou de mão de obra em 
excesso para a obtenção do produto final. 
As considerações de resistência a corrosão também são importantes para 
determinados meios ambiente, particularmente quando ocorre interação com os 
esforços mecânicos atuantes. A análise da fratura da peça permite estudar e determinar 
as causas de sua falha em serviço e os procedimentos de projeto mais corretos para a 
sua prevenção. As especificações dos materiais e de seus processos de fabricação 
estão condicionadas pelo dimensionamento, e este por aqueles num processo iterativo 
de obtenção de um projeto ótimo para o produto e param processo de fabricação. Por 
exemplo, as dimensões de uma peça afetam a seleção do material constituinte e o seu 
processo de fabricação; determinados materiais são mais resistentes, contudo são mais 
difíceis de serem processados para a obtenção da peça; alguns processos somente 
permitem obter peças de pequenas dimensões ou tem limitações quando às tolerâncias 
dimensionais; e assim por diante. 
As quantidades de peças a serem fabricados também afetam fundamentalmente 
o projeto do processo de fabricação, pois determinados processos somente se aplicam 
- economicamente - para quantidades mínimas de fabricação. A análise de valores de 
custo conduz a busca do projeto de produto e dá processo de fabricação que melhor 
atende os requisitos funcionais e às condições de menor custo de fabricação. 
 
CRITÉRIOS DE SELEÇÃO DE MATERIAIS 
 
Existem diversas formas de estabelecer critérios de seleção de materiais, e não 
existe ainda um consenso entre os profissionais que atuam na área. Segundo 
(FERRANTE, 2009) existem alguns critérios mais representativos: 
 
 Considerações dimensionais; 
 Considerações de forma; 
 Considerações de peso; 
 Considerações de resistência mecânica; 
 Resistência ao desgaste; 
 Conhecimento de variáveis de operação; 
 Facilidade de fabricação; 
 Requisitos de durabilidade; 
 Número de unidades; 
 Disponibilidade do material; 
 Custo; 
 Existência de especificações; 
 Viabilidade de reciclagem; 
 Valor da sucata; 
 Grau de normalização; 
 Tipo de carregamento. 
 
PROPRIEDADES MECÂNICAS 
 
As propriedades mecânicas dos materiais devem ser consideradas como uma 
das questões básicas apresentadas na seleção e especificarão desses materiais. 
Contudo, os critérios de seleção não se apoiam somente nas propriedades mecânicas 
mas também em considerações referentes às propriedades de resistência à corrosão, 
às propriedades físicas em geral, às propriedades de fabricação e aos fatores 
condicionantes de natureza econômica. 
As propriedades mecânicas devem ser analisadas de acordo com o tipo de 
solicitação e, dessa forma, elas podem ser agrupadas em duas categorias: 
 propriedades mecânicas estáticas; 
 propriedades mecânicas dinâmicas. 
 
As propriedades mecânicas estáticas são obtidas comumente do ensaio de 
tração. Contudo outros ensaios estáticos são aplicados para condições particulares com 
o ensaio de compressão, de tração e de flexão. O ensaio de dureza também é de uso 
comum em face da facilidade de sua execução. 
As propriedades dinâmicas são determinadas a partir de ensaios de fadiga, de 
impacto de fluência; contudo os valores obtidos para as propriedades são muito 
dependentes das condições de realização dos ensaios, o que conduz a um certo grau 
de incerteza quanto ao comportamento em serviço do material ensaiado. Dentre os 
parâmetros determinados nos diferentes ensaios principais são os seguintes: 
 
a) Limite de resistência à tração: É um parâmetro determinado no ensaio estático de 
tração e corresponde a relação entre a carga máxima, suportada pelo corpo de prova 
constituído do material a ser ensaiado, e a seção transversal do corpo de prova; essa 
propriedade é comumente utilizada como índice de resistência mecânica do material 
pois reflete a sua capacidade de suportar cargas, contudo a sua utilização sofre 
limitações de três ordens: primeira, ela se refere a um valor limite acima do qual já se 
inicial a instabilidade plástica que conduz à fratura; em segunda, que decorre da 
primeira, é necessário para determinara tensão de projeto utilizar um fator de segurança 
cujo valor é uma questão discutível em face da confiabilidade desejada; e terceira, nem 
sempre é possível estabelecer uma correlação entre esse parâmetro e outras 
propriedades mecânicas exigidas para um determina do projeto. 
 b) Limite de escoamento: É também um parâmetro obtido no ensaio de tração e se 
constitui em uma propriedade fundamental tanto para

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Quais são os principais fatores que influenciam na seleção de materiais?

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