Compressão em Metais Dúcteis e Frágeis

Materiais dúcteis e materiais frágeis, especificamente metais, comportam-se diferentemente no ensaio de compressão. Enquanto os metais frágeis rompem praticamente sem fase elástica, os metais dúcteis sofrem grande deformação na fase plástica, às vezes sem atingir a ruptura. Abaixo se descreve o comportamento de cada tipo de metal.

Compressão em Metais Dúcteis

Para os metais dúcteis é possível determinar com precisão as propriedades para a zona elástica. Já na zona plástica a deformação aumenta a área da seção transversal (com redução do comprimento), aumentando a resistência do corpo de prova, isto é, a tensão real instantânea diminui e o corpo pode ser achatado até o formato de um disco, sem que ocorra ruptura.

Medir o comportamento do fluxo plástico e o limite de fratura requer condições de teste livres de atrito (compressão homogênea). Para a medição do limite da fratura dúctil entretanto, tira-se vantagem da formação do “barril” e das deformações e tensões controladas no equador da superfície barril quando o teste é conduzido com fricção (sem lubrificação).

As propriedades mais medidas nos ensaios comuns são os limites de proporcionalidade e escoamento (ou 0,2%) e o módulo de elasticidade. A tensão de ruptura depende da geometria do corpo de prova e das condições de lubrificação, portanto não é comparável com resultados obtidos de outra forma. Em conseqüência, o limite de resistência não pode ser especificado como propriedade do material testado.

O comprimento útil para a medição das deformações deve estar afastado das superfícies de contato do corpo de prova com a máquina de ensaio. O valor recomendável é de 1 diâmetro para o afastamento. O comprimento útil deve estar centrado em relação ao centro do corpo de prova. As relações L/D para os materiais dúcteis ficam usualmente entre 3 e 8.

Valores típicos obtidos nos ensaios de tração e de compressão são mostrados na tabela abaixo, para alguns aços.
Vale observar que os valores das tensões LP e LC na compressão são em geral maiores do que as correspondentes na tração.

compressão em metais dúcteis
Valores das propriedades obtidas nos ensaios de tração e compressão para alguns aços

Compressão em Metais Frágeis

O teste axial de compressão também e útil para a medição das propriedades elásticas e de fratura compressiva de materiais frágeis ou de baixa ductilidade. Para os metais frágeis a fase elástica é muito pequena, comprometendo a determinação precisa das propriedades para esta fase.

A fratura é influenciada pelas dimensões do corpo de prova. Como no caso de materiais dúcteis a relação L/D usada nos testes deve acompanhar o relatório de resultados. Para ferros fundidos a relação L/D fica entre 2 e 3.

A propriedade mais importante para os metais de baixa ductilidade – como o ferro fundido – é o limite de resistência. O limite de resistência à compressão é calculado pela relação entre a carga máxima no teste e a área da seção transversal original do corpo. O limite de resistência á compressão para materiais frágeis é aproximadamente 8 vezes maior do que o limite correspondente obtido no ensaio de tração.

OBS: Em qualquer um dos casos – metais dúcteis ou frágeis - é importante que os corpos de prova tenham uma relação adequada entre comprimento e diâmetro (L/D) para evitar o aparecimento de flambagem e modos de deformação por cisalhamento. Ver modos de deformação.