Diferentes Metais Respondem à Tensão de Maneiras Diferentes
Todos os metais se deformam (esticam ou comprimem) quando estão estressados, em maior ou menor grau. Esta deformação é um sinal visível de tensão de metal.
Na metalurgia, a deformação pode ser definida como a deformação de um metal devido ao estresse. Em outras palavras, é uma medida de quanto um metal foi esticado ou comprimido quando comparado ao comprimento original. Se houver um aumento no comprimento de um pedaço de metal devido ao estresse, isso é chamado de tensão de tração.
Mas se há uma redução no comprimento, isso é esforço de compressão.
Estirpe de Metal em Materiais Dúcteis (Flexível)
Alguns metais (como o aço inoxidável e muitas outras ligas) produzem sob estresse . Isso permite que eles se dobrem ou se deformem sem quebrar. Outros metais, como ferro fundido, fraturam e quebram rapidamente sob estresse. Mesmo o aço inoxidável, no entanto, finalmente enfraquece e quebra sob estresse suficiente.
Metais como o aço de baixo carbono dobram-se em vez de se romperem sob tensão. Em um certo nível de estresse, no entanto, eles atingem um "ponto de rendimento" bem compreendido. Quando atingem o limite de produção, o metal fica "endurecido por tensão". Isso significa que é necessário mais esforço para deformar mais o metal. O metal torna-se menos dúctil ou flexível. Em certo sentido, isso torna o metal mais difícil. Mas, enquanto o endurecimento por deformação dificulta a deformação do metal, ele também torna o metal mais frágil. Metal quebradiço pode quebrar ou falhar facilmente.
Estirpe de metal em materiais frágeis
Alguns metais são intrinsecamente frágeis, o que significa que estão particularmente sujeitos a fraturas. Metais quebradiços incluem aços de médio e alto carbono. Ao contrário dos materiais dúcteis, estes metais não têm um ponto de rendimento bem definido. Em vez disso, quando atingem um certo nível de estresse, eles quebram.
Metais frágeis se comportam muito como outros materiais frágeis, como vidro, pedra e concreto. Como esses materiais, eles são fortes de certas maneiras - mas, como não podem dobrar ou esticar, eles não são apropriados para certos usos.
Medição de tensão de metal
A medida mais comum de tensão nos metais é chamada de tensão de engenharia. A tensão de engenharia pode ser calculada como a mudança no comprimento dividida pelo comprimento original. Por exemplo, diz-se que uma barra de titânio de 2,0 "esticada para 2,2" sofreu uma tensão de tração de 0,1 ou 10%.
Fadiga do Metal Resultante da Deformação do Metal
Quando os metais dúcteis estão estressados, eles se deformam. Se a tensão for removida antes que o metal atinja seu ponto de escoamento, o metal retorna à sua forma anterior. Enquanto o metal parece ter retornado ao seu estado original, falhas minúsculas realmente apareceram no nível molecular.
Cada vez que o metal se deforma e retorna à sua forma original, ocorrem mais falhas moleculares. Depois de muitas deformações, há tantas falhas moleculares que o metal racha. Quando isso ocorre, é descrito como "fadiga de metal". A fadiga do metal é irreversível.
A fadiga do metal é particularmente problemática em situações em que o metal é enfatizado repetidas vezes.
Por exemplo, foi uma das principais causas de falha de aeronaves antes de ser totalmente compreendido. Para evitar a fadiga do metal, é importante examinar regularmente amostras de metal sob estresse usando um microscópio.