Faculdade de Tecnologia SENAI “Nadir Dias de Figueiredo” CURSO DE TECNOLOGIA EM PROCESSOS METALÚRGICOS 2° SN 2019 Impacto – Tenacidade a fratura Impacto – Tenacidade fratura Vinicius da Silva Feitosa Wallace Gabry Barbosa Trabalho de Pesquisa apresentado à Faculdade de Tecnologia SENAI “Nadir Dias de Figueiredo” do curso Processos Metalúrgicos, sob orientação técnica do Professor RAFAEL INTRODUÇÃO Este trabalho tem a finalidade de explicar de forma resumida o ensaio Impacto e Tenacidade a Fratura, Retrataremos Fundamentos, características analisadas, execução do ensaio , normas técnicas equipamentos e aplicação. FUNDAMENTOS O ensaio de impacto se caracteriza por submeter o corpo ensaiado a uma força brusca e repentina, que deve rompê-lo. Um dos ensaios que permitem estudar os efeitos das cargas dinâmicas é o ensaio de impacto. Este ensaio é usado para medir a tendência de um metal de se comportar de maneira frágil. O choque ou impacto representa um esforço de natureza dinâmica, porque a carga é aplicada repentina e bruscamente. Ensaios Mecânicos de Materiais No impacto, não é só a força aplicada que conta. Outro fator é a velocidade de aplicação da força. FUNDAMENTOS Força associada com velocidade traduz-se em energia. 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. Fig. 1 – Disponível em:http://www.engbrasil.eng.br/pp/em/aula12.pdf / acesso em:23/nov/2019. MODELO DE CARPOS DE PROVA CHARPY Os modelo de carpo de prova charpy, três subtipos (A,B,C) de acordo com o entalhe. Fig. 2 – Disponível em:http://www.engbrasil.eng.br/pp/em/aula12.pdf / acesso em:23/nov/2019. TESTE DE IMPACTO CHARPY Fig.3 – Disponível em:http://www.engbrasil.eng.br/pp/em/aula12.pdf / acesso em:23/nov/2019. MODELO DE CARPOS DE PROVA IZOD O corpo de prova Izod tem a mesma forma de entalhe do Charpy tipo A, localizada em posição diferente (não centralizada). Fig. 4 – Disponível em:http://www.engbrasil.eng.br/pp/em/aula12.pdf / acesso em:23/nov/2019. TESTE DE IMPACTO IZOD Fig. 6 - Disponível em:http://www.engbrasil.eng.br/pp/em/aula12.pdf / acesso em:23/nov/2019 Fig. 5 - Disponível em: http://portuguese.tester-machine.com/sale-8571406-digital-izodimpact-testing-machine-astm-d256-izod-impact-strength-test.html/ acesso em:23/nov/2019 DIFERENÇAS ENTRE CHARPY E IZOD • O corpo de prova Charpy é apoiado na máquina e o Izod é engastado, o que justifica seu maior comprimento. A única diferença entre o ensaio Charpy e o Izod é que no Charpy o golpe é desferido na face oposta ao entalhe e no Izod é desferido no mesmo lado do entalhe. Fig. 7 - – Disponível em:http://www.engbrasil.eng.br/pp/em/aula12.pdf / acesso em:23/nov/2019. IMPACTO As fraturas produzidas por impacto podem ser frágeis ou dúcteis. As fraturas frágeis caracterizam-se pelo aspecto cristalino e as fraturas dúcteis apresentam aparência fibrosa NORMAS UTILIZADAS • • • • • • • • • NBRNM 281-1 (11/2003)- Ensaio de impacto por pêndulo Charpy; NBR NM281-2 (11/2003) - calibração de máquinas de ensaio de impacto por pêndulo ; NBR6157 (12/1988) - Materiais metálicos - Determinação da resistência ao impacto em corpos-de-prova entalhados simplesmente apoiados. DIN 50115 - Teste de impacto de barra entalhada de materiais metálicos usando corpos de prova que não sejam ISO; DIN 51222 - Ensaios Mecânicos de Materiais . DIN EN 10045-1 - Teste de impacto Charpy em materiais metálicos; método de teste. DIN EN 10045-2 - Ensaio de impacto com barra entalhada em matéria metálica verificação de máquinas de ensaio de impacto pendulo. DIN EN ISO 14556 - Materiais metálicos - Teste de impacto do pêndulo Charpy com entalhe em V - Método de teste instrumentado ISO 5754:1978 - Materiais sinterizados de metal, excluindo metais duros - provete de impacto não entalhado TENACIDADE A FRATURA - TENACIDADE é a medida de energia que o material absorve antes e durante o processo de fratura, até o seu rompimento total, portanto tratase de um parâmetro importante para caracterização do material, pois está associado diretamente ao fator de intensidade de tensão K. Fig. 8 – Disponível em:http://www3.esab.com.br/literatura/apostilas/Apostila_Mecanica_da_Fratura_rev0.pdf/ acesso em:23/nov/2019. TENACIDADE A FRATURA A zona plástica diminui gradualmente o estado de tensão plana da superfície até o estado de deformação plástica só vai ocorrer quando o nível de tensões principais excederem tensão de escoamento (MANDAI, 2010). Fig. 9 -Disponível em:http://www3.esab.com.br/literatura/apostilas/Apostila_Mecanica_da_Fratura_rev0.pdf/ acesso em:23/nov/2019. TENACIDADE A FRATURA NORMAS - ASTM E399 - Método de Teste Padrão para Resistência à Fratura por Deformação Tensão Plano-Elásticos Linear K Ic de materiais metálicos - ASTM E1820 - Método de Teste Padrão para Medição da Resistência à Fratura - ASTM E1290 - Método de Teste Padrão para Medição de Resistência à Fratura no Deslocamento de Abertura de Ponta TENACIDADE A FRATURA REQUISITOS DA NORMA ASTM E399-12E3 • • • CORPO DE PROVA ENTALHADO PRÉ TRINCADO POR FADIGA CARREGADO NO MODO TRATIVO • • A (entalhe + pré trinca) 0,45 e 0,55 de W B deve ser a metade do valor de W (W/B=2) Fig. 10 – Disponível em:http://www3.esab.com.br/literatura/apostilas/Apostila_Mecani ca_da_Fratura_rev0.pdf/ acesso em:23/nov/2019. TENACIDADE A FRATURA Uma vez que esteja definido o valor de σc para materiais frágeis como foi proposto por Griffith, de maneira análoga, também existe um valor crítico de intensidade de tensão, Kc, para o qual o material apresenta fratura frágil. F é uma relação de (a/W: a é trinca e W largura do corpo de prova) e para dimensões finitas, existe uma expressão para determiná-lo. Assim, por definição, a tenacidade à fratura é uma propriedade que representa a medida da resistência de uma material ã fratura frágil quando uma trinca está presente. Tenacidade a Fratura Para amostras finas, KC varia com a variação da espessura. No entanto se a amostra for espessa, Kc se torna independente da espessura e para estas condições, uma nova propriedade é utilizada, KIC. KIC é o fator de intensidade de tensão crítico em deformação plana (corpos espessos) no modo de carregamento I, e neste caso, é independente da espessura do corpo de prova. Para materiais frágeis, temos baixos valores de KIC enquanto que para materiais ducteis, temos altos valores de KIC. Tenacidade a Fratura Dessa forma, para um projeto , deve-se levar em consideração: • A tenacidade à fratura Kc (se for em tensão plana) ou KIC (se for em deformação plana); • A tensão imposta ao material, σ • O tamanho do defeito, a Podemos concluir que: • se no projeto KIC e o tamanho do defeito a forem especificados, então sabemos que a tensão crítica deve ser: Tenacidade a Fratura • porém, se o nível de tensão e a tenacidade à fratura em deformação plana estiverem fixados, então o tamanho crítico do defeito é: Referencias •livros-senai/ensaios-nao-destrutivos-e-mecanicos-livros-senai/210ensaio-mecanico-impacto •edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/241323/mod_resource/content/2/ AULA%20DE%20FADIGA%20E%20FRATURA2 •Esab/ literatura/apostilas/Apostila_Mecanica_da_Fratura_rev0 •Disponivel em engbrasil.eng.br •Fig. 1 – Disponível em:http://www.engbrasil.eng.br/pp/em/aula12.pdf / acesso em:23/nov/2019. •Fig. 2 – Disponível em:http://www.engbrasil.eng.br/pp/em/aula12.pdf / acesso em:23/nov/2019. •Fig. 3 – Disponível em:http://www.engbrasil.eng.br/pp/em/aula12.pdf / acesso em:23/nov/2019. •Fig. 4 – Disponível em:http://www.engbrasil.eng.br/pp/em/aula12.pdf / acesso em:23/nov/2019. Referencias •Fig. 5 - Disponível em: http://portuguese.tester-machine.com/sale8571406-digital-izod-impact-testing-machine-astm-d256-izod-impactstrength-test.html/ acesso em:23/nov/2019 •Fig. 6 – Disponível em:http://www.engbrasil.eng.br/pp/em/aula12.pdf / acesso em:23/nov/2019. •Fig. 7 – Disponível em:http://www.engbrasil.eng.br/pp/em/aula12.pdf / acesso em:23/nov/2019. •Fig. 8 – Disponível em:http://www3.esab.com.br/literatura/apostilas/Apostila_Mecanica_da_Fr atura_rev0.pdf/ acesso em:23/nov/2019. •Fig. 9 -Disponível em:http://www3.esab.com.br/literatura/apostilas/Apostila_Mecanica_da_Fr atura_rev0.pdf/ acesso em:23/nov/2019. •Fig. 10 -Disponível em:http://www3.esab.com.br/literatura/apostilas/Apostila_Mecanica_da_Fr atura_rev0.pdf/ acesso em:23/nov/2019.
