Já alguma vez se interrogou sobre as propriedades mecânicas dos diferentes metais? Neste artigo, analisamos a fundo a resistência ao cisalhamento, a resistência à tração e outras características-chave de vários metais ferrosos e não ferrosos. Obtenha informações de engenheiros e metalúrgicos experientes para expandir os seus conhecimentos e tomar decisões mais informadas ao selecionar metais para os seus projectos.
Para responder às necessidades dos nossos leitores, elaborámos uma tabela de propriedades mecânicas para uma gama de metais ferrosos e não ferrosos.
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| Material | Grau | Material Estado | Cisalhamento Força τ (MPa) | Tração Força σb (MPa) | Alongamento σs (%) | Rendimento Força δ (MPa) | Elástico Módulo Е (MPa) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ferro puro industrial para electricistas C>0,025 | DT1 DT2 DT3 | recozido | 180 | 230 | 26 | - | |
| Aço silício elétrico | D11 D12 D21 D31 D32 D370 D310~340 S41~48 | recozido | 190 | 230 | 26 | - | |
| Aço-carbono comum | Q195 | não recozido | 260~320 | 315~390 | 28~33 | 195 | |
| Q215 | 270~340 | 335~410 | 26~31 | 215 | |||
| Q235 | 310~380 | 375~460 | 21~26 | 235 | |||
| Q255 | 340~420 | 410~510 | 19~24 | 255 | |||
| Q275 | 400~500 | 490~610 | 15~20 | 275 | |||
| Aço-carbono para ferramentas | 08F | recozido | 220~310 | 280~390 | 32 | 180 | |
| 10F | 260~360 | 330~450 | 32 | 200 | 190000 | ||
| 15F | 220~340 | 280~420 | 30 | 190 | |||
| 08 | 260~340 | 300~440 | 29 | 210 | 198000 | ||
| 10 | 250~370 | 320~460 | 28 | - | |||
| 15 | 270~380 | 340~480 | 26 | 280 | 202000 | ||
| 20 | - | 280~400 | 360~510 | 35 | 250 | 21000 | |
| 25 | 320~440 | 400~550 | 34 | 280 | 202000 | ||
| 30 | 360~480 | 450~600 | 22 | 300 | 201000 | ||
| 35 | 400~520 | 500~650 | 20 | 320 | 201000 | ||
| 40 | 420~540 | 520~670 | 18 | 340 | 213500 | ||
| 45 | 440~560 | 550~700 | 16 | 360 | 204000 | ||
| 50 | normalizado | 440~580 | 550~730 | 14 | 380 | 220000 | |
| 55 | 550 | ≥670 | 43 | 390 | - | ||
| 60 | 550 | ≥700 | 12 | 410 | 208000 | ||
| 65 | 600 | ≥730 | 10 | 420 | - | ||
| 70 | 600 | ≥760 | 9 | 430 | 210000 | ||
| T7~T12 T7A~T12A | recozido | 600 | 750 | 10 | - | - | |
| T8A | endurecido pelo frio | 600~950 | 750~1200 | - | - | - | |
| Aço-carbono de alta qualidade | 10Mn | recozido | 320~460 | 400~580 | 22 | 230 | 211000 |
| 65Mn | 600 | 750 | 12 | 400 | 21000 | ||
| Liga de aço estrutural | 25CrMnSiA 25CrMnSi | recozido a baixa temperatura | 400~560 | 500~700 | 18 | 950 | - |
| 30CrMnSiA 30CrMnSi | 440~600 | 550~750 | 16 | 1450 850 | - | ||
| Aço de mola de qualidade | 60Si2Mn 60Si2MnA 65SiWA | recozido a baixa temperatura | 720 | 900 | 10 | 1200 | 200000 |
| endurecido pelo frio | 640~960 | 800~1200 | 10 | 1400 1600 | - | ||
| Aço inoxidável | 1Cr13 | recozido | 320~380 | 400~470 | 21 | 420 | 210000 |
| 2Cr13 | 320~400 | 400~500 | 20 | 450 | 210000 | ||
| 3Cr13 | 400~480 | 500~600 | 18 | 480 | 210000 | ||
| 4Cr13 | 400~480 | 500~600 | 15 | 500 | 210000 | ||
| 1Cr18Ni19 2Cr18Ni19 | tratado termicamente | 460~520 | 580~640 | 35 | 200 | 200000 | |
| laminados, endurecidos a frio | 800~880 | 1000~1100 | 38 | 220 | 200000 | ||
| 1Cr18Ni9Ti | Tratados termicamente amolecidos | 430~550 | 540~700 | 40 | 200 | 200000 |
| Grau de aço | Temperatura de aquecimento ℃ | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 200 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | |
| Q195, Q215, 08, 15 | 360 | 320 | 200 | 110 | 60 | 30 |
| Q235, Q255, 20, 25 | 450 | 450 | 240 | 130 | 90 | 60 |
| Q275, 30, 35 | 530 | 520 | 330 | 160 | 90 | 70 |
| 40, 45, 50 | 600 | 580 | 380 | 190 | 90 | 70 |
Nota: Ao determinar a resistência ao cisalhamento de um material, é importante levar em consideração a temperatura de estampagem, que normalmente é 150 ~ 200 ℃ mais baixa do que a temperatura de aquecimento.
| Material | Grau | Estado do material | Resistência ao cisalhamento τ (MPa) | Resistência à tração σb (MPa) | Alongamento σs (%) | Rendimento Força δ (MPa) | Elástico Módulo Е (MPa) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Alumínio | 1070A 1050A 1200 | Recozido | 80 | 75～110 | 25 | 50～80 | 72000 |
| Endurecido a frio | 100 | 120～150 | 4 | 120～240 | |||
| Ligas de alumínio e manganês | 3A21 | Recozido | 70～100 | 110～145 | 19 | 50 | 71000 |
| Semi-endurecido a frio | 100～140 | 155～200 | 13 | 130 | |||
| Liga de alumínio-magnésio Liga de alumínio-magnésio-cobre | SA02 | Recozido | 130～160 | 180～230 | - | 100 | 70000 |
| Semi-endurecido a frio | 160～200 | 230～280 | 210 | ||||
| Liga de alumínio-magnésio-cobre de alta resistência | 7A04 | Recozido | 170 | 250 | - | - | - |
| Endurecido e envelhecido artificialmente | 350 | 500 | 460 | 70000 | |||
| Liga de magnésio-manganês | MB1 MB8 | Recozido | 120～140 | 170～190 | 3～5 | 98 | 43600 |
| Recozido | 170～190 | 220～230 | 12～24 | 140 | 40000 | ||
| Endurecido a frio | 190～200 | 240～250 | 8～10 | 160 | |||
| Alumínio rígido | 2Al12 | Recozido | 105～150 | 150～215 | 12 | - | - |
| Endurecido por envelhecimento natural | 280～310 | 400～440 | 15 | 368 | 72000 | ||
| Endurecido a frio após endurecimento | 280～320 | 400～460 | 10 | 340 | |||
| Cobre puro | T1 T2 T3 | Suave | 160 | 200 | 30 | 70 | 108000 |
| Difícil | 240 | 300 | 3 | 380 | 130000 | ||
| Latão | H62 | Suave | 260 | 300 | 35 | 380 | 100000 |
| Semi-dura | 300 | 380 | 20 | 200 | - | ||
| Difícil | 420 | 420 | 10 | 480 | - | ||
| Latão | H68 | Suave | 240 | 300 | 40 | 100 | 110000 |
| Semi-dura | 280 | 350 | 25 | - | |||
| Difícil | 400 | 400 | 15 | 250 | 115000 | ||
| Latão de chumbo | HPb59-1 | Suave | 300 | 350 | 25 | 142 | 93000 |
| Difícil | 400 | 450 | 5 | 420 | 105000 | ||
| Latão manganês | HMn58-2 | Suave | 340 | 390 | 25 | 170 | 100000 |
| Semi-dura | 400 | 450 | 15 | - | |||
| Difícil | 520 | 600 | 5 | ||||
| Bronze de estanho-fósforo Estanho-Zinco-Bronze | QSn4-4-2.5 QSn4-3 | Suave | 260 | 300 | 38 | 140 | 100000 |
| Difícil | 480 | 550 | 3～5 | ||||
| Extra-duro | 500 | 650 | 1～2 | 546 | 124000 | ||
| Bronze de alumínio | QAl17 | Recozido | 520 | 600 | 10 | 186 | - |
| Não recozido | 560 | 650 | 5 | 250 | 115000～130000 | ||
| Bronze de alumínio-manganês | QAl9-2 | Suave | 360 | 450 | 18 | 300 | 92000 |
| Difícil | 480 | 600 | 5 | 500 | - | ||
| Bronze silício-manganês | QBi3-1 | Suave | 280～300 | 350～380 | 40～45 | 239 | 120000 |
| Difícil | 480～520 | 600～650 | 3～5 | 540 | - | ||
| Extra-duro | 560～600 | 700～750 | 1～2 | - | - | ||
| Bronze berílio | QBe2 | Suave | 240～480 | 300～600 | 30 | 250～350 | 117000 |
| Difícil | 520 | 660 | 2 | 1280 | 132000～141000 | ||
| Cupro-níquel | B19 | Suave | 240 | 300 | 25 | - | - |
| Difícil | 360 | 450 | 3 | ||||
| Prata níquel | BZn15-20 | Suave | 280 | 350 | 35 | 207 | - |
| Difícil | 400 | 550 | 1 | 486 | 126000～140000 | ||
| Extra-duro | 520 | 650 | - | ||||
| Níquel | Ni-3～Ni-5 | Suave | 350 | 400 | 35 | 70 | - |
| Difícil | 470 | 550 | 2 | 210 | 210000～230000 | ||
| Prata alemã | BZn15-20 | Suave | 300 | 350 | 35 | - | - |
| Difícil | 480 | 550 | 1 | ||||
| Extra-duro | 560 | 650 | 1 | ||||
| Zinco | Zn-3～Zn-6 | - | 120～200 | 140～230 | 40 | 75 | 80000～130000 |
| Chumbo | Pb-3～Pb-6 | - | 20～30 | 25～40 | 40～50 | 5～10 | 15000～17000 |
| Lata | Sn1～Sn4 | - | 30～40 | 40～50 | - | 12 | 41500～55000 |
| Liga de titânio | TA2 | Recozido | 360～480 | 450～600 | 25～30 | - | - |
| TA3 | 440～600 | 550～750 | 20～25 | ||||
| TA5 | 640～680 | 800～850 | 15 | 800～900 | 104000 | ||
| Liga de magnésio | MB1 | Estado frio | 120～140 | 170～190 | 3～5 | 120 | 40000 |
| MB8 | 150～180 | 230～240 | 14～15 | 220 | 41000 | ||
| MB1 | Pré-aquecer a 300°C | 30～50 | 30～50 | 50～52 | - | 40000 | |
| MB8 | 50～70 | 50～70 | 58～62 | - | 41000 | ||
| Prata | - | - | - | 180 | 50 | 30 | 81000 |
| Liga fungível | Ni29Co18 | - | 400～500 | 500～600 | - | - | - |
| Cobre constantan | BMn40-1.5 | Suave | - | 400～600 | - | - | - |
| Difícil | - | 650 | - | - | - | ||
| Tungsténio | - | Recozido | - | 720 | 0 | 700 | 312000 |
| Não recozido | - | 1491 | 1～4 | 800 | 380000 | ||
| Molibdénio | - | Recozido | 20～30 | 1400 | 20～25 | 385 | 280000 |
| Não recozido | 32～34 | 1600 | 2～5 | 595 | 300000 |
Aqui estão as informações sobre a resistência ao cisalhamento de vários metais:
Continuando com as informações sobre resistência ao cisalhamento para metais não ferrosos, conforme listado na "Propriedades mecânicas dos metais Gráfico" em MachineMfg.com:
Esta lista abrangente cobre uma vasta gama de metais, fornecendo informações essenciais para aplicações em que a resistência ao cisalhamento é um fator crítico. Esta informação é crucial para engenheiros e projectistas na seleção dos materiais adequados para várias aplicações com base nos requisitos de resistência ao corte.
As normas internacionais para o ensaio de resistência ao cisalhamento do aço abrangem as séries ASTM e ISO. Nos Estados Unidos, existem várias normas ASTM utilizadas para medir a resistência ao cisalhamento, incluindo ASTMB831, D732, D4255, D5379 e D7078. A nível internacional, as normas de ensaio de resistência ao cisalhamento ISO incluem a ISO3597, 12579 e 14130. Para além disso, existe a norma ISO 10123, que é específica para o aço.
Por conseguinte, as principais normas internacionais para o ensaio da resistência ao corte do aço são as normas relevantes das séries ASTM e ISO.
As diferenças na resistência ao corte entre o aço 45# e o aço Q235 em aplicações práticas e as suas causas reflectem-se principalmente nas suas composições químicas, propriedades mecânicas e cenários aplicáveis.
Em primeiro lugar, em termos de composição química, o aço Q235 é um aço de baixo teor de carbono, com um teor de carbono de cerca de 0,2%, enquanto o aço 45# é um aço de teor médio de carbono, com um teor de carbono de cerca de 0,45%. Estas diferenças na composição química conduzem a variações no desempenho dos dois tipos de aço.
Em segundo lugar, no que respeita às propriedades mecânicas, o limite de elasticidade do aço Q235 é de cerca de 235 MPa, enquanto o do aço 45# é superior, atingindo 355 MPa. Isto indica que o aço 45# tem uma maior capacidade de resistir a pequenas deformações plásticas, o que significa que tem maior resistência e dureza. Além disso, a tensão de cisalhamento admissível do aço Q235 é de 98 MPa, enquanto a faixa de resistência ao cisalhamento do material Q235 é de 141 a 188 MPa, demonstrando ainda mais o desempenho de cisalhamento relativamente mais fraco do aço Q235.
Por último, uma vez que o aço 45# pode aumentar a sua resistência e dureza após o tratamento térmico através da têmpera, é mais adequado para cenários que exijam uma elevada capacidade de carga e uma boa resistência ao desgaste, como o fabrico de peças mecânicas. Em contrapartida, devido à sua maior plasticidade e menor resistência, o aço Q235 é mais adequado para o processamento por estiramento e laminagem, como o fabrico de perfis, chapas, etc.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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