Aula+09 mm ensaios+mecânicos

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Aula+09 mm ensaios+mecânicos

  1. 1. 1 UNIFACS Materiais Metálicos AULA 9 Ensaios Mecânicos Lucas Nao Horiuchi lucas.horiuchi@braskem.com.br 04/Jun/10
  2. 2. 8. Ensaios Mecânicos 2 Avaliações Tipo de avaliação Peso Data • Avaliação escrita (P1) 2,5 09/abr • Avaliação escrita (P2) 2,0 21/mai • Avaliação escrita (P3) 1,5 18/jun ARHTE/Seminário 1,0 11/jun • 2ª Chamada 01/jul • Avaliação Final 3,0 09/jul
  3. 3. 8. Ensaios Mecânicos 3 Finalidade dos Ensaios dos Materiais Obter informações rotineiras (ensaios para controle de produção e do produto): • Recebimento de materiais; • Controle de produtos acabados. Obter novas informações sobre os materiais - Estudo / Pesquisa para Desenvolver: • Novos materiais; • Novos processos de fabricação; • Novos tratamentos.
  4. 4. 8. Ensaios Mecânicos 4 Classificação dos Ensaios dos Materiais Destrutivos (causam inutilização total ou parcial da peça): • Tração; • Dobramento; • Flexão; • Torção; • Fadiga; • Impacto; • Compressão; • Dureza (nem sempre destrói a peça); e • Outros; Quanto a integridade geométrica ou dimensional da peça ou componente ensaiado:
  5. 5. 8. Ensaios Mecânicos 5 Classificação dos Ensaios dos Materiais Não Destrutivos (propriedades físicas/ detectar falhas internas da peça): • Raio X; • Raio Gama (Gamagrafia); • Ultra-som; • Partículas magnéticas (Magnaflux); • Líquidos penetrantes; • Elétricos;
  6. 6. 8. Ensaios Mecânicos 6 Classificação dos Ensaios dos Materiais Não avaliam propriedades mecânicas dos materiais , fornecendo apenas indicações do comportamento do material quando submetido a um processo de fabricação: • Estampabilidade; • Dobramento; • Usinabilidade; Ensaios de fabricação:
  7. 7. 8. Ensaios Mecânicos 7 Ensaios de fabricação: Classificação dos Ensaios dos Materiais
  8. 8. 8. Ensaios Mecânicos 8 Ensaios dos Materiais Os ensaios mecânicos são realizados pela aplicação de um dos tipos de esforços possíveis: • Tração; • Compressão; • Flexão; • Torção; • Cisalhamento; • Pressão interna; Conceito:
  9. 9. 8. Ensaios Mecânicos 9 Como escolher o ensaio mecânico a ser utilizado? • Aplicação do material; • Tipo de esforço que vai sofrer; • Propriedades mecânicas que se deseja medir; Para se especificar um material é necessário definir: - Os ensaios a serem realizados para verificar a conformidade das suas propriedades; - Tamanho e quantidade da amostra (deve ser representativa); - Maneira de se retirar a amostra (local, forma de remoção, geometria, acabamento); Ensaios dos Materiais
  10. 10. 8. Ensaios Mecânicos 10 Classificação dos Ensaios dos Materiais Quanto a velocidade de aplicação da carga: 1) Dinâmicos (carga aplicada rapidamente ou ciclicamente): • Fadiga; • Impacto; 2) Carga constante (carga aplicada durante um longo período): • Fluência;
  11. 11. 8. Ensaios Mecânicos 11 Alguns ensaios permitem obter dados numéricos utilizados no cálculo de tensões de trabalho e projeto de uma peça; Projeto Outros fornecem apenas resultados comparativos ou qualitativos do material e servem apenas para complementar o estudo do projeto
  12. 12. 8. Ensaios Mecânicos 12 Padronização de Ensaios (Normas) • Importância: linguagem comum entre fornecedores e usuários de materiais (ensaios de recebimento); • Normalização: - Especificação de materiais; - Métodos de ensaio e análise; - Normas de cálculo e segurança; - Terminologia técnica; - Simbologia;
  13. 13. 8. Ensaios Mecânicos 13 Importância: • Informações básicas sobre a resistência do material; • Facilidade de execução e reprodutividade dos resultados; • Teste para controle de especificações. Precauções: • Bom alinhamento, para evitar esforços assimétricos; • Controle da velocidade do ensaio (valores indicados por normas específicas). Resistência à Tração
  14. 14. 8. Ensaios Mecânicos 14 • Os ensaios são fortemente influenciados pela : - Temperatura; - Velocidade de deformação; - Anisotropia do material; - Tamanho do grão; - % de impurezas; Norma ABNT NBR – 6152 (Materiais metálicos -ensaio de tração); Norma ASTM E 8 – Ensaio de tração; Resistência à Tração
  15. 15. 8. Ensaios Mecânicos 15 Anisotropia do material Resistência à Tração
  16. 16. 8. Ensaios Mecânicos 16 • Fornece informações quantitativas das características mecânicas dos materiais: - Limite de resistência à tração; - Limite de escoamento; - Módulo de elasticidade; - Resiliência; - Tenacidade; - Ductilidade. Resistência à Tração
  17. 17. 8. Ensaios Mecânicos 17 • Esquema de um ensaio de tração. Neste caso o corpo de prova é tracionado pelo deslocamento de um barramento acionado pela rotação de parafusos sem fim. • O corpo de prova é submetido a uma força de tração uniaxial, continuamente crescente, com registro simultâneo da deformação do mesmo. • Ocorrência de tensões uniformes até uma carga máxima; • Estricção, em materiais dúcteis; • Ruptura na região estrita. Resistência à Tração
  18. 18. 8. Ensaios Mecânicos 18 O ensaio é realizado em corpos de prova padronizados, de modo que os resultados possam ser comparados e reproduzidos. Resistência à Tração
  19. 19. 8. Ensaios Mecânicos 19 Corpos de prova típicos empregados em ensaios de tração. Por acordo internacional, exceto em casos especiais, adota-se a relação L0= 5,65(S0)1/2 o que torna L0=5d para corpos de prova de seção circular. Extensômetro Resistência à Tração
  20. 20. 8. Ensaios Mecânicos 20 • Resistência: representada por tensões, definidas em condições particulares; • Elasticidade: deformação desaparece quando a tensão é retirada; • Plasticidade: capacidade de deformar permanente sem se romper; • Resiliência: capacidade de absorver deformação no regime elástico; • Tenacidade: energia total necessária para provocar a fratura do material. Propriedades Mecânicas
  21. 21. 8. Ensaios Mecânicos 21 Curva típica tensão/deformação convencionais εσ ×Ε= “E” é a maior rigidez ou a resistência do material zona de deformação elástica Zona plásticaZona elástica Deformação (ε) Tensão(σ)Tensão limite de Proporcionalidade (σ) a b b a =Ε Lei de Hooke Na zona elástica coeficiente angular da reta é igual ao Módulo de elasticidade / de Young (E) Resistência à Tração
  22. 22. 8. Ensaios Mecânicos 22 Curva típica tensão/deformação convencionais Tensão limite de escoamento (σe) Tensão de ruptura (σr) Limite de Resistência a tração (σe) Deformação até a fratura (ε) Deformação uniforme (ε) Deformação (ε) Tensão(σ) Formação da constrição (“empescoçamento”) Tensão limite Proporcionalidade (σ1 )
  23. 23. 8. Ensaios Mecânicos 23 Etapas de comportamento durante o ensaio de tração de um material dúctil Resistência à Tração
  24. 24. 8. Ensaios Mecânicos 24 Curva σ x ε para aço de baixo carbono (efeito do encruamento, alterando o limite de escoamento). Resistência à Tração
  25. 25. 8. Ensaios Mecânicos 25 Ductilidade
  26. 26. 8. Ensaios Mecânicos 26 Ensaio de Compressão Tensão X Deformação • Mesmas características do ensaio de tração; • Diferença: utilizado para materiais frágeis, ou materiais a serem forjados.
  27. 27. 8. Ensaios Mecânicos 27
  28. 28. 8. Ensaios Mecânicos 28
  29. 29. 8. Ensaios Mecânicos 29 Ensaio de Dureza • Brinell (HB ou BHN) - Esfera de aço duro (WC– carboneto de tungstênio); Princípio: aplica-se uma carga no penetrador esférico de diâmetro “D”, sobre a superfície da peça. Mede-se a dureza em função da área de diâmetro “d” deixado pelo penetrador; - É um ensaio padronizado e bem aceito. )/( ).(. .2 2 22 mmkgf dDDD P H −− = π 0,3D<d<0,6D P/D2 =constante
  30. 30. 8. Ensaios Mecânicos 30 • Brinell (HB ou BHN) - Limitações em peças finas, peças muito duras (esfera grande, deforma a esfera), nas extremidades da peça. Ensaio de Dureza
  31. 31. 8. Ensaios Mecânicos 31 • Vickers (HV) – Penetrador em forma de pirâmide de diamante; – Mede a dureza em escala de: 5 até 1500 Vickers • Com cargas de 10 a 120 kgf. – A dureza Vickers é dada pelo quociente da carga pela área da impressão; – Usa um microscópio com escala para mede diagonal do losângulo. ( ) )/(8544,1 1362 ..2 2 2 2 mmkgf L P H onde L senP H V o V = == θ θ Ensaio de Dureza
  32. 32. 8. Ensaios Mecânicos 32 • Dureza Rockwell O princípio é semelhante ao Brinell; Mede-se a profundidade de penetração. Vantagens: - Rapidez na análise; - Facilidade na execução; - Isenção de erros pessoais; - Capaz de diferenciar pequenas diferenças de dureza; - Não causa danos sensíveis na superfície da peça; - Penetrador de diamante (baixa deformação). Ensaio de Dureza
  33. 33. 8. Ensaios Mecânicos 33 • Rockwell (HRC ou HRB) – Rockwell B – penetrador é uma esfera de aço. – Rockwell C – penetrador é um cone de diamante (Brale). Ensaio de Dureza
  34. 34. 8. Ensaios Mecânicos 34 • Rockwell B Ensaio de Dureza
  35. 35. 8. Ensaios Mecânicos 35 • Rockwell C Ensaio de Dureza
  36. 36. 8. Ensaios Mecânicos 36 • Dureza X Lim. Resistência
  37. 37. 8. Ensaios Mecânicos 37 • Método de Dureza X Aplicação
  38. 38. 8. Ensaios Mecânicos 38 Definição: fenômeno de deformação plástica, lenta e progressiva de ligas metálicas, sob ação da temperatura, a carga constante. Estágios Ensaio de Fluência
  39. 39. 8. Ensaios Mecânicos 39 Ensaio de Impacto
  40. 40. 8. Ensaios Mecânicos 40 Transição Frágil-ductil: aço A36 Aço A36: 0,25%C, 1,0%Mn, 0,3%Si Ensaio de Impacto
  41. 41. 8. Ensaios Mecânicos 41 Obrigado pela atenção!! Dúvidas?

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