Módulo de elasticidade e coeficiente de Poisson de materiais metálicos ferrosos

As tabelas abaixo apresentam os valores do módulo de elasticidade (módulo de Young) e do coeficiente de Poisson para materiais metálicos ferrosos em temperatura ambiente. As propriedades estão expressas em valores médios ou em intervalos que podem variar significativamente dependendo do processamento, têmpera e da qualidade do material. Os valores exatos podem ser medidos empregando os Sistemas Sonelastic® tanto em temperatura ambiente quanto em baixas e altas temperaturas.

Ferro fundido

Material Módulo de elasticidade Coeficiente de Poisson
GPa 106psi
Ferro fundido
Ferro cinzento, classe G1800: 66-97 9,6-14 0,26
Ferro cinzento, classe G4000: 110-138 16-20 0,26
Ferro dúctil, classe 60-40-18: 169 24,5 0,29
Ferro dúctil, classe 80-55-06: 168 24,4 0,31
Ferro dúctil, classe 120-90-02: 164 23,8 0,28
Valores de referência. Para valores exatos, caracterizar com o Sonelastic® .

Principais aplicações:
- Classe G1800: aplicado onde a resistência não é crítica.
- Classe G4000: blocos e pistões de motores.
- Classe 60-40-18: peças que trabalham sobre pressão, como válvulas e bombas.
- Classes 80-55-06 120-90-02: engrenagens e componentes de alta resistência.

Os ferros cinzentos têm alto amortecimento, que é uma característica desejável para peças e estruturas sujeitas à vibração, e alta resistência ao desgaste, apesar de ser frágil. Além disso, é um dos materiais metálicos mais baratos. Os ferros modulares são mais dúcteis e resistentes do que os ferros cinzentos, e têm propriedades similares às do aço.

O controle de qualidade e a avaliação da modularidade podem ser realizados medindo o amortecimento do material. O amortecimento e os módulos elásticos (módulo de Young, módulo de cisalhamento e coeficiente de Poisson) podem ser caracterizados simultaneamente, com precisão e de forma não-destrutiva com os Sistemas Sonelastic®, tanto quando submetido à temperatura ambiente, quanto em baixas e altas temperaturas.

O conhecimento de valores exatos é crucial para a optimização do uso do material e para a confiabilidade das simulações através dos elementos finitos. As caracterizações dos módulos elásticos e do amortecimento também são empregadas na engenharia de novas variações desses materiais.

Aços inoxidáveis

Material Módulo de elasticidade Coeficiente de Poisson
GPa 106psi
Aços inoxidáveis
Liga inoxidável 304: 193 28 0,30
Liga inoxidável 316 e 316 L: 193 28 0,30
Liga inoxidável 440 A: 200 29 0,30
Liga inoxidável 17-7PH: 204 29,5 0,30
Valores de referência. Para valores exatos, caracterizar com o Sonelastic® .

Principais aplicações:
- Aço Inoxidável 304: equipamentos para indústria alimentícia.
- Aço Inoxidável 316 e 316L: equipamentos com demanda de soldas de alta confiabilidade.
- Aço Inoxidável 440 A: talheres, instrumentos cirúrgicos e mancais.
- Aço Inoxidável 17-7PH: molas de aço inoxidável.

Os processos de conformação aplicados a estes materiais elevam os módulos elásticos e o amortecimento, que podem ser caracterizados com precisão e de forma não-destrutiva empregando o Sonelastic®, tanto em temperatura ambiente quanto em altas temperaturas. O conhecimento dos valores exatos é fundamental para a otimização do emprego do material e para a confiabilidade de simulações via elementos finitos. As caracterizações dos módulos elásticos e do amortecimento também são empregadas na engenharia de novas variações destes materiais.

Aços comuns e aços de baixa liga

Material Módulo de elasticidade Razão de Poisson
GPa 106psi
Aços comuns e aços de baixa liga
Liga de aço A36 207 30 0,30
Liga de aço 1020 207 30 0,30
Liga de aço 1040 207 30 0,30
Liga de aço 4340 207 30 0,30
Valores de referência. Para valores exatos, caracterizar com o Sonelastic® .

Principais aplicações dos aços comuns e de baixa liga:
- Aço A36: Estruturas de concreto armado.
- Aço 1020: Fabricação de tubos e chapas.
- Aço 1040: Fabricação de parafusos e virabrequins; pode ser temperado.
- Aço 4340: Fabricação de buchas; pode ser temperado.

Os módulos elásticos (Módulo de Young, módulo de cisalhamento e razão de Poisson) e o amortecimento destes aços podem ser caracterizados com precisão e de forma não-destrutiva empregando o Sonelastic, tanto em temperatura ambiente quanto em altas temperaturas. O conhecimento dos valores exatos destas propriedades é fundamental para a otimização do emprego do material e para a confiabilidade de simulações via elementos finitos. As caracterizações dos módulos elásticos e do amortecimento também são empregadas na engenharia de novas variações destes materiais.

Referências bibliográficas

ASM Handbooks, Vol. 1 and 2, Engineered Materials Handbook, Vol. 1 and 4, Metals Handbook: Properties and Selection: Nonferrous Alloys and Pure Metals, Vol. 2, 9th edition, and Advance Materials and Processes, Vol. 146, No.4, ASM International, Materials Park, OH.


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