Aula 04 – Ensaio de materiais

Apresentação em tema: "Aula 04 – Ensaio de materiais"— Transcrição da apresentação:

1 Aula 04 – Ensaio de materiais
Para ter acesso a esse material acesse:

2 Material para a aula Amostra de 1070 e 1020 Fazer o ensaio de análise por centelha no laboratório Elástico Fazer prática de deformação elástica ou plástica. Corpo de prova de tração rompido

3 ENSAIOS DE MATERIAIS Pelos ensaios é que se verifica se os materiais apresentam as propriedades que os tornarão adequados ao seu uso. Nos séculos passados, como a construção dos objetos era essencialmente artesanal, não havia um controle de qualidade regular dos produtos fabricados. A qualidade era avaliada pelo uso. Atualmente, entende-se que o controle de qualidade precisa começar pela matéria-prima e deve ocorrer durante todo o processo de produção, incluindo a inspeção e os ensaios finais nos produtos acabados.

4 ENSAIOS DE MATERIAIS Os ensaios 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.

5 Onde são feitos os ensaios?
Os ensaios podem ser realizados na própria oficina ou em ambientes especialmente equipados para essa finalidade: os laboratórios de ensaios.

6 Onde são feitos os ensaios?
Os ensaios podem ser realizados em protótipos, no próprio produto final ou em corpos de prova e, para serem confiáveis, devem seguir as normas técnicas estabelecidas.

7 NORMAS TÉCNICAS Quando se trata de realizar ensaios mecânicos, as normas mais utilizadas são as referentes à especificação de materiais e ao método de ensaio. Um método descreve o correto procedimento para se efetuar um determinado ensaio mecânico. Desse modo, seguindo-se sempre o mesmo método, os resultados obtidos para um mesmo material são semelhantes e reprodutíveis onde quer que o ensaio seja executado.

8 NORMAS TÉCNICAS As normas técnicas mais utilizadas pelos laboratórios de ensaios provêm das seguintes instituições: ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas; ASTM – American Society for Testing and Materials; DIN – Deutsches Institut für Normung; ASME – American Society of Mechanical Engineer; ISO – International Organization for Standardization; JIS – Japanese Industrial Standards; SAE – Society of Automotive Engineers; Além dessas, são também utilizadas normas particulares de indústrias ou companhias governamentais.

9 Ensaio por lima Ensaio pela análise da centelha
ENSAIOS DE MATERIAIS que podem ser realizados em oficina Ensaio por lima Ensaio pela análise da centelha

10 1. Ensaio por lima É utilizado para verificar a dureza por meio do corte do cavaco. Quanto mais fácil é retirar o cavaco, mais mole o material. Se a ferramenta desliza e não corta, podemos dizer que o material é duro;

11 2. Ensaio pela análise da centelha
É utilizado para fazer a classificação do teor de carbono de um aço, em função da forma das centelhas que o material emite ao ser atritado num esmeril.

12 Ir ao laboratório e fazer o ensaio.
2. Ensaio pela análise da centelha Ir ao laboratório e fazer o ensaio.

13 ENSAIOS DE MATERIAIS “ Por meio dos ensaios realizados em oficina não se obtêm valores precisos, apenas conhecimentos de características específicas dos materiais”.

14 ENSAIOS DE MATERIAIS Quanto à Integridade Destrutivos
Provocam a inutilização parcial ou total da peça Não-Destrutivos Não comprometem a integridade da peça

15 TIPOS DE ENSAIOS Ensaios Destrutivos: Ensaios destrutivos são aqueles que deixam algum sinal na peça ou corpo de prova submetido ao ensaio, mesmo que estes não fiquem inutilizados, tais como: - Tração; - Torção; - Compressão; - Dureza; - Cisalhamento; - Fluência; - Dobramento; - Fadiga; - Flexão; - Impacto; Embutimento; - Macro e micrografia.

16 TIPOS DE ENSAIOS Ensaios Não Destrutivos: Ensaios não destrutivos são aqueles que após sua realização não deixam nenhuma marca ou sinal e, por conseqüência, nunca inutilizam a peça ou corpo de prova. Por essa razão, podem ser usados para detectar falhas em produtos acabados e semi-acabados. Os ensaios não destrutivos tratados são: - Visual; - Líquido Penetrante; - Partículas Magnéticas; - Ultra-som; Radiografia industrial.

17 ENSAIO DE TRAÇÃO Conceito: O ensaio de tração consiste em submeter o material a um esforço que tende a alongá-lo até a ruptura. Os esforços ou cargas são medidos na própria máquina de ensaio. Os ensaios de tração permitem conhecer como os materiais reagem aos esforços de tração, quais os limites de tração que suportam e a partir de que momento rompem-se. Equipamento: é realizado na Máquina Universal de Ensaios.

18 Vamos iniciar a estudar os vários tipos de ensaios iniciando com o ensaio de tração.

19 ENSAIO DE TRAÇÃO O ensaio de tração é realizado num equipamento chamado: Máquina Universal de Ensaios. Vídeo Telecurso 2000 Ensaios de Materiais 03 Ensaio de tração propriedades mecânicas (vídeo todo)

20 ENSAIO DE TRAÇÃO Material a Ensaiar: são realizados em todos os tipos de materiais, aços, alumínio, etc. Estes ensaios são realizados em corpos de prova normalizados de secção retangular ou cilíndrica. C: 12,5mm B: 55,0mm G: 25mm A: 32mm R: 6mm T: 7mm

21 ENSAIO DE TRAÇÃO - GRÁFICO
Este gráfico é conhecido por diagrama tensão-deformação. A partir do gráfico e da amostra é possível obter uma série de propriedades.

22 ENSAIO DE TRAÇÃO - PROPRIEDADES AVALIADAS
Deformação elastica Deformação plástica Limite elástico Escoamento Tensão de escoamento Módulo de elasticidade Tensão de resistência Tensão de ruptura Resiliência Ductilidade Alongamento Estricção Tenacidade

23 Deformação elástica Há dois tipos de deformação, que se sucedem quando o material é submetido a uma força de tração: a elástica e a plástica. Deformação elástica: não é permanente. Uma vez cessados os esforços, o material volta à sua forma original. 1 2 3

24 Deformação plástica Deformação plástica: é permanente. Uma vez cessados os esforços, o material recupera a deformação elástica, mas fica com uma deformação residual plástica, não voltando mais à sua forma original. 1 2 3

25 Limite Elástico Observe no diagrama o ponto A no final da parte reta do gráfico. Este ponto representa o limite elástico. O limite elástico recebe este nome porque, se o ensaio for interrompido antes deste ponto e a força de tração for retirada, o corpo volta à sua forma original, como faz um elástico.

26 Escoamento Terminada a fase elástica, tem início a fase plástica, na qual ocorre uma deformação permanente no material, mesmo que se retire a força de tração. No início da fase plástica ocorre um fenômeno chamado escoamento. O escoamento caracteriza-se por uma deformação permanente do material sem que haja aumento de carga, mas com aumento da velocidade de deformação. Durante o escoamento a carga oscila entre valores muito próximos uns dos outros.

27 Escoamento Esse fenômeno e nitidamente observado em alguns metais de natureza dúctil, como aços baixo teor de carbono. Caracteriza-se por um grande alongamento sem acréscimo de carga.

28 Tensão de Escoamento É o valor da tensão o qual inicia-se o escoamento.

29 Módulo de Elasticidade - E
O módulo de elasticidade é a medida da rigidez do material. Quanto maior for o módulo, menor será a deformação elástica resultante da aplicação de uma tensão e mais rígido será o material.

30 ENSAIO DE TRAÇÃO Aspecto do corpo de prova ensaiado.

31 Tensão de Resistência Após o escoamento ocorre o encruamento, que é um endurecimento causado pela quebra dos grãos que compõem o material quando deformados a frio. O material resiste cada vez mais à tração externa, exigindo uma tensão cada vez maior para se deformar. Nessa fase, a tensão recomeça a subir, até atingir um valor máximo num ponto chamado de limite de resistência (B).

32 Tensão de Ruptura Continuando a tração, chega-se à ruptura do material, que ocorre num ponto chamado limite de ruptura (C). Note que a tensão no limite de ruptura é menor que no limite de resistência, devido à diminuição da área que ocorre no corpo de prova depois que se atinge a carga máxima. 32

33 Resiliência É a capacidade do material absorver e devolver energia sem deformação permanente. Essa propriedade tem validade no campo elástico.

34 Ductilidade É a capacidade do material se deformar sob a ação de cargas. É a capacidade que o material apresenta de deformar-se plasticamente ou permanentemente antes de sua ruptura.

35 Ductilidade A ductilidade pode ser expressa numericamente em termos de ALONGAMENTO ou como ESTRICÇÃO.

36 Alongamento É a variação do comprimento do corpo de prova. Quanto maior o alongamento, mais dúctil é o material.

37 Estricção É a redução percentual da área da seção transversal do corpo de prova na região onde vai se localizar a ruptura. A estricção determina a ductilidade do material. Quanto maior for a porcentagem de estricção, mais dúctil será o material.

38 Estricção

39 Tenacidade É a capacidade do material de absorver energia antes de sua ruptura (resiliência + ductilidade). Uma outra definição para esse termo, é a capacidade que o material apresenta de resistir a esforços de impacto.

40 Revisando A – Limite Elástico. A’ – Limite de Proporcionalidade.
Região de deslizamentos e discordâncias Início do processo de ruptura Ruptura total Região de encruamento A – Limite Elástico. A’ – Limite de Proporcionalidade. B – Limite de Resistência. C – Limite de Ruptura. 40

41 Gráfico Tensão x Deformação para Aços

42 Gráfico Tensão x Deformação para Ligas Metálicas

43

44

45