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Ensaios dos materiais Prof. Leonidas Cayo Mamani Gilapa.

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1 Ensaios dos materiais Prof. Leonidas Cayo Mamani Gilapa

2 Introdução Existem atualmente uma crescente variedade de materiais, cada uma com suas características, aplicações, vantagens, limitações e custos. Os seguintes são os tipos gerais de materiais utilizados na fabricação, sejam eles utilizados de forma isolada ou em combinação com outros materiais.

3 Introdução – Metais ferrosos: aços ao carbono, ligados, inoxidáveis e para ferramentas; – Metais não ferrosos: alumínio, magnésio, cobre, níquel, titânio, superligas, metais refratários; – Plásticos: termoplásticos, termo fixos e elastômeros; – Cerâmicos, vidros, vitro cerâmicas, grafita, diamante; – Materiais compósitos: plásticos reforçados, compósitos de matriz metálica e matriz polimérica; – Nano materiais, ligas com memoria de forma, semicondutores e supercondutores. A figura 1 mostra a aplicação de alguns destes materiais.

4 Introdução Motor em ferro fundido ou alumínio Velas em cerâmica Fios de cobre Aros em aço ou alumínio Estrutura em aço Carroceria em aço ou plástico reforçado Painel e assentos em plástico Janelas de vidro Faróis traseiros em plástico Pneus de borracha Fig. 1: alguns materiais metálicos e não metálicos utilizados nos veículos.

5 Introdução Por que alguns materiais são frágeis e outros dúcteis?, por que alguns podem suportar altas temperaturas e outros não? Estas e outras perguntas podem ser respondidas estudando a estrutura atômica dos materiais. Entender a sua estrutura nos permite prever e avaliar a suas propriedades.

6 Introdução As propriedades dos materiais estão diretamente relacionados a natureza das suas ligações atômicas, sejam eles metálicos ou não metálicos. Estas propriedades podem ser reunidas em dois grupos: propriedades físicas e propriedades químicas.

7 Introdução Propriedades físicas: Determinam o comportamento do material durante o processo de fabricação e de utilização, e são divididas em propriedades mecânicas, térmicas e elétricas. – Propriedades mecânicas: Estas propriedades determinam a maior ou menor capacidade que o material tem para transmitir ou resistir a esforços solicitados. Isto durante a sua fabricação ou utilização.

8 Introdução – Dentre as propriedades mecânicas, a resistência mecânica é a mais importante, esta permite que o material seja capaz de resistir as diversas solicitações. A elasticidade, capacidade que o material tem de se deformar quando submetido a um esforço. A elasticidade, é a capacidade que o material tem de se deformar quando submetido a um esforço, e de voltar a forma original quando o esforço é cessado. A plasticidade, é a capacidade de o material se deformar quando aplicado um esforço e de manter essa forma quando o esforço desaparece.

9 Introdução – A dureza, que é a resistência do material a penetração, a deformação plástica permanente e ao desgaste. A fragilidade, quando o material apresenta baixa resistência aos choques. – Propriedades térmicas: relaciona o comportamento do material quando submetido a temperaturas diferentes. A condutividade térmica, capacidade que os materiais tem de conduzir calor. – Propriedades elétricas, comportamento do material quando são submetidos a uma passagem de corrente elétrica.

10 Introdução – Propriedades químicas: São as que se manifestam quando o material entra em contato com outros materiais ou com o meio ambiente, ela se manifesta ou não na forma de corrosão. Objetivos dos ensaios: – Avaliar propriedades visando uma aplicação; – Especificação/desenvolvimento (comparação); – Ensaios de rotina (controle de qualidade); – Comportamento de produtos acabados.

11 Introdução Resultados dos ensaios: – Propriedades (parâmetros de projeto); – Controle de qualidade do material.

12 Introdução Ensaios mecânicos: Os ensaios mecânicos dos materiais são procedimentos padronizados que compreendem testes, cálculos, gráficos e consultas a tabelas, tudo isso em conformidade com normas técnicas. Realizar um ensaio consiste em submeter um objeto já fabricado ou um material que vai ser processado industrialmente a situações que simulam os esforços que eles vão sofrer nas condições reais de uso, chegando a limites extremos de solicitação. os ensaios podem ser realizados na própria oficina ou em ambientes especialmente equipados para essa finalidade.

13 Introdução Algumas associações de normas técnicas – ABNT associação brasileira de normas técnicas – ABENDE associação brasileira de ensaios não destrutivos – ASTM american society of mechanical testing – BSI british standards institution – DIN deutsches institut fur nurmung – ISO international society for standarization – JIS japanes industrial standards – SAE society of automotive engineers.

14 Introdução Os ensaios podem ser classificados: – Quanto a integridade geométrica e dimensional da peça, os ensaios podem ser: destrutivos, quando após executados provocam a inutilização total ou parcial da peça (tração, dureza,..) Não destrutivos, quando após executados não comprometem a integridade da peça (raios X,...) – Quanto a velocidade de aplicação da carga Estáticos, aplicação da carga suficientemente lenta Dinâmicos, quando a carga é aplicada rápida ou ciclicamente Constante, quando a carga é aplicada por durante um longo período.

15 Bibliografia – Kalpakjian, S., Schmid, S.R., Manufactura, ingenieria y tecnologia, pearson education, 2008.


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