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 eventos ocorreram mais intensamente nos meses de inverno, mostrando que o aço doce utilizado nas estruturas tornava-se frágil em condições especiais.

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, materiais cerâmicos e compostos. Os setores 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. Pode assumir dois modos: dúctil e frágil.

Fratura dúctil e frágil 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 da tensão aplicada sobre o material.

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 carga é aplicada repentina e bruscamente.

No impacto, não é só a força aplicada que conta 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. Martelo Posição inicial Amostra final h h’

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 efeito da carga instantânea.

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).