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ENSAIO DE IMPACTO 2014

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ORIGEM DO TESTE DE IMPACTO
O interesse pela questão da fratura frágil foi
intensificado
durante
a
segunda
guerra
quando alguns navios apresentaram fraturas
catastróficas, tanto em alto mar quanto no
cais.
Estes
intensamente
eventos
nos
ocorreram
meses
de
mais
inverno,
mostrando que o aço doce utilizado nas
estruturas tornava-se frágil em condições
A possibilidade de falha nas soldas foi
aventada também como causa possível dos
colapsos.
O problema gerou várias pesquisas que
resultaram no desenvolvimento de testes e
métodos de manufatura mais adequados
para as condições de serviço. Assim foi
desenvolvido o teste de impacto, um dos
mais antigos entre os ensaios.
ENSAIO DE IMPACTO
O teste de impacto é um método de
avaliação da resistência e sensibilidade ao
entalhe de materiais. Consiste em submeter
um
corpo
de
prova
a
uma
carga
praticamente instantânea, provocando a
fratura. A energia absorvida no impacto é o
parâmetro de avaliação da propriedade.
O teste é usualmente empregado para
metais mas o princípio pode ser usado para
polímeros,
compostos.
materiais
Os
setores
cerâmicos
e
industriais
que
utilizam estes testes incluem Aeroespacial,
Geração de Energia, Automotivo e Nuclear.
No ensaio de impacto um corpo de prova com
entalhe é quebrado pelo impacto de um
pêndulo ou martelo pesado, que cai de uma
distância fixa (energia potencial constante)
numa velocidade pré-determinada (energia
cinética constante). O teste mede a energia
absorvida pelo corpo de prova fraturado.
Fratura
• O processo de fratura é normalmente súbito e
catastrófico,
podendo
gerar
grandes
acidentes.
Envolve duas etapas: formação de trinca e
propagação.
Fratura dúctil e frágil
Fratura dúctil
- O material se deforma substancialmente antes de
fraturar.
- O processo se desenvolve de forma relativamente
lenta à medida que a trinca propaga.
- Este tipo de trinca é denomidado estável porque
para ela se propagar, a menos que haja uma
aumento da tensão aplicada no material.
Fratura frágil
- O material se deforma pouco, antes de
fraturar.
- O processo de propagação de trinca pode
ser
muito
veloz,
gerando
situações
catastróficas.
- A partir de um certo ponto, a trinca é dita
instável porque se propagará mesmo sem
aumento
material.
da
tensão
aplicada
sobre
o
DESCRIÇÃO DO ENSAIO DE
IMPACTO
O ensaio de impacto consiste em medir a
quantidade de energia absorvida por uma
amostra do material, quando submetida à
ação de um esforço de choque de valor
conhecido.
O choque ou impacto representa um
esforço de natureza dinâmica, porque a
No impacto, não é só a força aplicada que
conta. Outro fator é a velocidade de
aplicação da força. Força associada com
velocidade traduz-se em energia.
DESCRIÇÃO DO ENSAIO DE
IMPACTO
• O método mais comum para ensaiar metais é o
do golpe, desferido por um peso em oscilação.
• A máquina correspondente é o martelo pendular.
Posição
final
Posiç
ão
inicia
l
Amostrah
h’
Martelo
• Ao cair, ele encontra no seu percurso o
corpo de prova, que se rompe.
• A sua trajetória continua até certa altura,
que corresponde à posição final, onde o
pêndulo apresenta uma energia final.
• A diferença entre as energias inicial e final
corresponde à energia absorvida pelo
material.
 De acordo com o Sistema Internacional de Unidades (SI), a
unidade de energia adotada é o joule.
 A máquina é dotada de uma escala, que indica a posição do
pêndulo, e é calibrada de modo a indicar a energia
potencial.
 A fórmula de energia potencial (Ep) é:
Ep = m x g x h
m = massa
g = gravidade
h = altura
Principais métodos de ensaio
Os dois principais métodos de ensaio de
Impacto são: Charpy e Izod. Ambos usam
o mesmo aparato de impacto, isto é, o
pêndulo, descrito mais adiante.
DESCRIÇÃO – TESTE CHARPY
O
ensaio
é
realizado
em
pêndulo
de
impacto . O corpo de prova é fixado num
suporte, na base da máquina.
O martelo do pêndulo - com uma borda de
aço endurecido de raio específico - é
liberado
de
uma
altura
pré-definida,
causando a ruptura do corpo de prova pelo
A altura de elevação do martelo após o
impacto dá a medida da energia absorvida
pelo corpo de prova.
O teste pode ser conduzido em temperatura
ambiente ou em temperaturas mais baixas
para testar a fragilização do material por
efeito de baixa temperatura.
Corpos de Prova
Os corpos de podem ser de diferentes tipos e
dimensões dos entalhes.
A norma americana E23 especifica os tipos.
Eles são divididos em três grupos , a saber:
A , B e C . Todos possuem as mesmas
dimensões . A seção transversal é quadrada
com 10 mm de lado e o comprimento é de 55
mm.
O entalhe é executado no ponto médio do
comprimento e pode ter 3 diferentes formas,
em V em forma de fechadura e em U
invertido, que correspondem aos grupos A, B
e C respectivamente (ver figura).
DESCRIÇÃO – TESTE IZOD
O ensaio é realizado em pêndulo de
impacto, semelhante ao pêndulo do
teste Charpy. Entretanto a fixação e
posição
do
corpo
de
prova
são
específicas do teste. No ensaio Izod o
corpo de prova é fixado por um par de
garras na posição vertical.
Quando o pendulo da máquina de teste
Izod
é
liberado
ele
oscila
na
direção
descendente e atinge o corpo de prova na
posição vertical do braço. O corpo de prova
é
quebrado.
O braço do pendulo continua seu movimento,
com redução de momentum devido à energia
absorvida pelo corpo de prova no instante do
impacto. Uma escala graduada fornece a
leitura da energia gasta na fratura do corpo
de prova.
Para
obtenção
de
um
resultado
representativo normalmente é recomendado
tomar a média de resultados de três testes.
Corpos de Prova
Os corpos de prova devem ter seção
quadrada com 10 mm de lado e comprimento
de 75 mm . O entalhe é executado a 28 mm
da extremidade e tem a forma de V (ver
figura).
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