Se você fosse selecionar uma material para a seguinte aplicação:
a) tensões de serviço consideráveis (altas), com a necessidade de uma certa resistência a fratura (condições de impacto) e a menor densidade possível. Qual classe de material você selecionaria? Explique sua resposta.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão pede para escolher uma classe de material que suporte altas tensões de serviço, tenha boa resistência à fratura (impacto) e seja com a menor densidade possível. Isso envolve entender conceitos de resistência dos materiais, propriedades de fratura e densidade. Então, para resolver isso, vamos analisar diferentes classes de materiais com base nessas propriedades.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre as tensões de serviço. Essas são as tensões que o material vai experimentar durante o uso normal. Materiais que suportam altas tensões precisam ter uma boa resistência mecânica, ou seja, não deformam ou quebram facilmente sob carga.

Passo 3

Agora, a resistência à fratura é a capacidade do material de resistir à propagação de trincas ou rachaduras quando submetido a impactos ou choques. Materiais com alta resistência à fratura são mais “duros” e menos propensos a quebrar de repente quando recebem um impacto.

Passo 4

A densidade é a massa por unidade de volume do material. Queremos a menor densidade possível para aplicações onde o peso é crítico, como em aeronaves ou veículos esportivos, ajudando a reduzir o peso total sem comprometer a resistência.

Passo 5

Agora, vamos comparar as classes de materiais comuns:
  • Metais Ferrosos (como aço): Têm alta resistência mecânica, mas geralmente são mais densos e menos resistentes a impactos em comparação com alguns outros materiais.
  • Alumínio e suas ligas: Oferecem uma boa relação resistência-peso, sendo menos densos que os aços e com boa resistência à fratura, especialmente as ligas mais modernas.
  • Titânio e suas ligas: São extremamente fortes e com baixa densidade, além de terem excelente resistência à fratura, mas costumam ser mais caros.
  • Materiais Compósitos: Como fibra de carbono, que são muito leves e têm alta resistência, mas podem ser mais frágeis em certos impactos.

Passo 6

Considerando todos esses fatores, as ligas de alumínio se destacam por oferecer uma boa combinação de alta resistência mecânica, resistência adequada à fratura e baixa densidade. Elas são amplamente usadas em aplicações onde o peso é uma preocupação importante, como na indústria aeroespacial e automobilística.

Resposta

Então, a classe de material mais adequada para essa aplicaç��o são as ligas de alumínio, pois elas oferecem alta resistência às tensões de serviço, boa resistência à fratura e têm uma densidade baixa, atendendo bem aos requisitos da questão.

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