Ensaio de Materiais Parte III Aula 06.

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1 Ensaio de Materiais Parte III Aula 06

2 ENSAIO DE FLUÊNCIA Conceito: a fluência é a deformação plástica que ocorre num material é colocado em serviço a temperaturas elevadas e ficam expostos a tensões mecânicas estáticas. Equipamento: é realizado na Máquina Universal de Ensaios, acoplada a um forno elétrico; Propriedades Avaliadas: a deformação, ou seja, a própria fluência do material; Material a Ensaiar: aços; Observação: estes ensaios são realizados em corpos de prova.

3 ENSAIO DE FLUÊNCIA Vídeo - Telecurso 2000 Ensaios de Materiais 14 Ensaio de fluencia 4:30 à 6:18

4 ENSAIO DE FADIGA Conceito: Fadiga é a ruptura de componentes, sob uma carga bem inferior à carga máxima suportada pelo material, devido a solicitações cíclicas repetidas. O ensaio de resistência à fadiga é um meio de especificar limites de tensão e de tempo de uso de uma peça ou elemento de máquina. Equipamento: é realizado em máquinas especialmente desenvolvidas para o tipo de peça ou produto a ser ensaiado; Propriedades Avaliadas: o tempo de vida útil do material; Material a Ensaiar: diversos materiais; Observação: estes ensaios são realizados em corpos de prova e também nas próprias peças ou produtos.

5 Você já sabe que toda máquina é constituída por um conjunto de componentes.
No uso normal, nunca ocorre de todos os componentes falharem ao mesmo tempo. Isso porque cada um tem características próprias, uma das quais é o tempo de vida útil esperado. O ensaio de resistência à fadiga é um meio de especificar limites de tensão e de tempo de uso de uma peça ou elemento de máquina. É utilizado também para definir aplicações de materiais. É sempre preferível ensaiar a própria peça, feita em condições normais de produção. Molas, barras de torção, rodas de automóveis, pontas de eixo etc. são exemplos de produtos normalmente submetidos a ensaio de fadiga. Quando não é possível o ensaio no próprio produto, ou se deseja comparar materiais, o ensaio é feito em corpos de prova padronizados.

6 A fratura por fadiga é típica: geralmente apresenta-se fibrosa na região da propagação da trinca e cristalina na região da ruptura repentina.

7 Fazer a experiência do clipe.

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10 ENSAIO DE FADIGA Fatores que influenciam a resistência à fadiga Uma superfície mal acabada contém irregularidades que aumentam a concentração de tensões, resultando em tensões residuais que tendem a diminuir a resistência à fadiga. Defeitos superficiais causados por polimento (queima superficial de carbono nos aços, recozimento superficial, trincas etc.) também diminuem a resistência à fadiga. Tratamentos superficiais (cromo, níquel) diminuem a resistência à fadiga, por introduzirem grandes mudanças nas tensões residuais, além de conferirem porosidade ao metal. Por outro lado, tratamentos superficiais endurecedores podem aumentar a resistência à fadiga.

11 ENSAIO DE FADIGA Fatores que influenciam a resistência à fadiga O tratamento térmico adequado aumenta não somente a resistência estática, como também o limite de fadiga. O encruamento dos aços dúcteis aumenta o limite de fadiga. O meio ambiente também influencia consideravelmente o limite de fadiga, pois a ação corrosiva de um meio químico acelera a velocidade de propagação da trinca. A forma é um fator crítico, porque a resistência à fadiga é grandemente afetada por descontinuidades nas peças, como cantos vivos, encontros de paredes, mudança brusca de seções.

12 Vídeo: Telecurso 2000 Ensaios de Materiais 15 Ensaio de fadiga
5:50 à 7:33

13 ENSAIO DE IMPACTO

14 ENSAIO DE IMPACTO Conceito: o ensaio de impacto caracteriza-se por submeter o corpo ensaiado a uma força brusca e repentina, que deve rompê-lo; Equipamento: é realizado num equipamento chamado de Pêndulo ou Martelo; Propriedades Avaliadas: ductibilidade, resistência ao choque; Material a Ensaiar: aços e ferros fundidos; Observação: é realizado em corpos de prova.

15 ENSAIO DE IMPACTO O choque ou impacto representa um esforço de natureza dinâmica, porque a carga é aplicada repentina e bruscamente. 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. 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 método mais comum para ensaiar metais é o do golpe, desferido por um peso em oscilação. A máquina correspondente é o martelo pendular.

16 Vídeo: Telecurso 2000 Ensaios de Materiais 16 Ensaio de impacto
6:10 à 6:56

17 ENSAIO DE METALOGRAFIA
Conceito: o ensaio metalográfico fornece dados sobre o material de que foi produzido e também sobre sua homogeneidade. Esses exames são feitos em secções do material, polidas e atacadas com reativos adequados. Equipamento: Embutidora, Politriz, Microscópio; Resultados Analisados: tamanhos de grãos, tipos de grãos, homogeneidades; estrutura. Material a Ensaiar: todos os metais; Observação: é realizado através da retirada de pequenas porções planas do material a ser ensaiado.

18 Preparação de uma superfície
1ª Corte: feito com serra ou com cortador de disco abrasivo adequado;

19 Preparação de uma superfície
2ª Embutimento: O embutimento da amostra é realizado para facilitar o manuseio de peças pequenas, evitarem a danificação da lixa ou do pano de polimento, abaulamento da superfície, que traz sérias dificuldades ao observador. O embutimento consiste em circundar a amostra com um material adequado, formando um corpo único. Como comentado anteriormente, o embutimento pode ser a frio e a quente, dependendo das circunstâncias e da amostra a ser embutida.

20 Preparação de uma superfície
3ª Lixamento: inicia-se com lixa, em direção normal aos riscos já existentes; passa-se sucessivamente para lixa de granulação mais fina, sempre mudando a direção de 90º. Após cada lixamento a superfície deve ser cuidadosamente limpa a fim de que o novo lixamento não fique contaminado com resíduos do lixamento anterior.

21 Preparação de uma superfície
4ª Polimento: realizado com alumina ou pasta de diamante. 5ª Ataque: com reagente específico de acordo com o material

22 Procedimento Lixa-se o corpo de prova na “politriz” utilizando as lixas conforme a seqüência: 100; 220; 320; 400 e 600, sendo opcional a utilização da lixa 1200; é indispensável girar o corpo de prova cerca de 90º a cada troca de lixa. Depois de lixado, deve-se realizar o polimento do material utilizando o pano de polimento e alumina. Posteriormente, o corpo de prova deve ser limpo com água, álcool etílico e subseqüente secado no secador. Em seguida a superfície do corpo de prova deve ser mergulhada no reagente escolhido. O reagente a ser escolhido fica a critério do responsável pelo laboratório, o tempo em que amostra ficará em contato com o reagente deve ser o suficiente para que haja o ataque do material. Após o ataque, rapidamente a amostra deve ser lavada em água corrente e na seqüência com álcool etílico. Para finalizar a amostra deve ser secada com o auxilio de um secador. Finalizando, a microestrutura do material é identificada com o auxilio do microscópio ótico.

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24 ENSAIO DE ANÁLISE QUÍMICA
Conceito: Consiste em analisar a composição química dos elementos de composição de um material; Equipamento: Espectrômetro de emissão ótica; Propriedades Avaliadas: neste ensaio são avaliadas todas as composições químicas inclusas no material; Material a Ensaiar: todos os tipos de materiais;

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26 ENSAIO VISUAL Conceito: este ensaio consiste, simplesmente, na visualização através do olho humano, de defeitos e descontinuidades em peças e produtos. Podemos utilizar como ajuda as lupas, microscópios, espelhos, e câmeras de circuito fechado de tv; Equipamento: os olhos humanos; Propriedades Avaliadas: trincas, descontinuidades e defeitos aparentes; Material a Ensaiar: todos os tipos de materiais; Observação: este ensaio é realizado em peças e produtos acabados.

27 ENSAIO VISUAL Alguns Cuidados: Limpeza da superfície;
Descontinuidade: Produto pode ser utilizado. Defeito: Produto não pode ser utilizado. Alguns Cuidados: Limpeza da superfície; Acabamento da superfície; Nível de iluminação do local; Seu posicionamento em relação ao ensaio.

28 ENSAIO COM LÍQUIDO PENETRANTE
Conceito: o ensaio consiste em aplicar um líquido penetrante sobre a superfície a ser ensaiada. Após remover o excesso da superfície, faz-se sair da descontinuidade o líquido penetrante retido, utilizando-se para isso um revelador. A imagem da descontinuidade, ou seja, o líquido penetrante contrastando com o revelador, fica então visível; Equipamento: os olhos humanos, desengraxantes, penetrantes e reveladores; Propriedades Avaliadas: trincas, poros, descontinuidades na superfície, e defeitos não aparentes; Material a Ensaiar: todos os tipos de materiais; Observação: este ensaio é realizado em peças e produtos acabados.

29 ENSAIO COM LÍQUIDO PENETRANTE
Etapas: Preparação e limpeza da superfície. Aplicação do líqüido penetrante. Remoção do excesso de penetrante. Revelação. Inspeção. Limpeza final.

30 Vídeo: Ensaio de Líquido Penetrante - CFP CURSOS

31 ENSAIO COM LÍQUIDO PENETRANTE
Vantagens Podemos dizer que a principal vantagem deste método é sua simplicidade, pois é fácil interpretar seus resultados. O treinamento é simples e requer pouco tempo do operador. Não há limitações quanto ao tamanho, forma das peças a serem ensaiadas, nem quanto ao tipo de material. O ensaio pode revelar descontinuidades extremamente finas, da ordem de 0,001mm de largura, totalmente imperceptíveis a olho nu.

32 ENSAIO COM LÍQUIDO PENETRANTE
Limitações O ensaio só detecta descontinuidades abertas e superficiais, já que o líqüido tem de penetrar na descontinuidade. Por esta razão, a descontinuidade não pode estar preenchida com qualquer material estranho. A superfície do material a ser examinada não pode ser porosa ou absorvente, já que não conseguiríamos remover totalmente o excesso de penetrante, e isso iria mascarar os resultados. O ensaio pode se tornar inviável em peças de geometria complicada, que necessitam de absoluta limpeza após o ensaio, como é o caso de peças para a indústria alimentícia, farmacêutica ou hospitalar.

33 ENSAIO COM PARTÍCULAS MAGNÉTICAS
Conceito: O ensaio por partículas magnéticas é largamente utilizado nas indústrias para detectar descontinuidades superficiais e subsuperficiais, até aproximadamente 3 mm de profundidade, em materiais ferromagnéticos. Equipamento: é realizado por meio de um equipamento que magnetize a peça; (indução, bobina, eletrodos) Propriedades Avaliadas: trincas, descontinuidades e defeitos não aparentes; Material a Ensaiar: metais ferrosos; Observação: este ensaio é realizado em peças e produtos acabados, dependendo do tamanho.

34 Vídeo:Principios de inspección por partículas Magnéticas..3gp

35 ENSAIO COM PARTÍCULAS MAGNÉTICAS

36 ENSAIO DE ULTRA-SOM Conceito: nesse ensaio, induzimos, por meio de um emissor, ondas ultrasônicas que se propagam através do material que desejamos analisar. Pelo eco captado no receptor, determina-se a existência ou não de descontinuidades. Equipamento: através de um aparelho de ensaio de Ultra Som; Propriedades Avaliadas: descontinuidades e defeitos internos em peças, produtos e matéria prima; Material a Ensaiar: metais e não metais; Observação: este ensaio é realizado em peças e produtos acabados, dependendo do tamanho.

37 ENSAIO DE ULTRA-SOM Vantagens:
Localização precisa das descontinuidades existentes nas peças; Alta sensibilidade ao detectar pequenas descontinuidades; Maior penetração para detectar descontinuidades internas na peça; Respostas imediatas pelo uso de equipamento eletrônico. Desvantagens: Exigência de bons conhecimentos técnicos do operador; Atenção durante todo o ensaio; Obediência a padrões para calibração do equipamento; Necessidade de aplicar substâncias que façam a ligação entre o equipamento de ensaio e a peça (acoplantes).

38 Referências CALLISTER Jr, William. Ciência e Engenharia dos Materiais: Uma introdução. 5ª Ed. Rio de Janeiro. LTC VAN VLACK, Laurence Hall. Princípios de Ciência dos Materiais. 4ª Ed. São Paulo. Edgard Blücher PADILHA, Ângelo Fernando. Materiais de Engenharia: Microestrutura e Propriedades. São Paulo. Hemus SHACKELFORD, J. F. Ciência dos Materiais. 6ª Ed. Pearson SENAI. Telecurso 2000 Profissionalizante. São Paulo. PASCOALI, S. Apostila de Tecnologia dos Materiais I. CEFET – SC. Araranguá Kanieski, L. Ensaios de Materiais: Apostila. Colégio Evangélico de Panambi Centro Paula Souza. Ensaios Tecnológicos. São Paulo.