Trabalho de Ensaios de Materiais

Trabalho de Ensaios de Materiais

 

Unidade Integrada Sesi e Senai

Ensaios destrutivos e não-destrutivos

ENSAIOS MECÂNICOS DE MATERIAIS

Andréa de Freitas Fernandes Santos

Professor: breno ferreira de souza



Avaliação

maio de 2011

-------------------------------------------------------------------------------------SUMÁRIO

Introdução

1. Noções Preliminares – Ensaios Mecânicos

2. Ensaios Mecânicos Destrutivos e Não-Destrutivos

2.1 Ensaios Destrutivos

Tipos de Ensaios Destrutivos

Tração

Exemplos de Ensaios Destrutivos

2.2 Ensaios Não-Destrutivos

Tipos de Ensaios Não-Destrutivos

Raios X

Exemplos de Ensaios Não-Destrutivos

3. Normas Técnicas para Ensaios

4. Uso do Sistema Internacional de Unidades no Brasil

Conclusão

Bibliografia

introdução

Este trabalho trata-se de definições a respeito dos ensaios mecânicos destrutivos e não-destrutivos. A fim de compreender de maneira mais ampla, preferi inicialmente definir o que é um ensaio mecânico, qual sua finalidade e aplicação. A partir daí pude atingir o foco principal do trabalho que é falar sobre ensaios destrutíveis e não destrutíveis, seus diferentes tipos de aplicações, para quê serve e qual propriedade do metal é medida.

1. NOÇÕES PRELIMINARES - Ensaios Mecânicos

Os ensaios mecânicos são testes, cálculos, gráficos e consultas em tabelas, realizados através de procedimentos padronizados para definir a propriedade de um material metálico, tudo isso em conformidade com normas técnicas. Para realizar um ensaio aplicam-se alguns tipos de esforços possíveis, (tração, compressão, flexão, torção, cisalhamento, pressão interna) a fim de determinar a resistência do material a cada um desses esforços.

Entre as principais propriedades mecânicas obtidas através dos ensaios, tem-se:

  • Resistência: representada por tensões, definidas em condições particulares;

  • Elasticidade: propriedade do material segundo a qual a deformação que ocorre em função da aplicação de uma tensão desaparece quando a tensão é retirada;

  • Plasticidade: capacidade de o material sofrer deformação permanente sem se romper;

  • Resiliência: capacidade de absorção de energia no regime elástico;

  • Tenacidade: reflete a energia total necessária para provocar a fratura do material, desde sua condição de tensão nula.

A escolha do ensaio mecânico mais interessante ou mais adequado para cada produto metálico depende da finalidade do material, dos tipos de esforços que esse material vai sofrer e das propriedades mecânicas que se deseja medir. Em geral, existem especificações para todo o tipo de produto metálico fabricado e nestas especificações constam os ensaios mecânicos que devem ser realizados para saber se tal produto está em conformidade com a finalidade proposta. Dois fatores determinantes para a realização de um de dado tipo de ensaio mecânico são a quantidade e o tamanho das amostras a serem testadas. A especificação do produto deve mencionar estes fatores, bem como a maneira de retirar as amostras para os testes, a fim de que os mesmos sejam representativos do material ensaiado, devido à possibilidade de variações nas propriedades, conforme a região do material de onde foi retirada a amostra.

Os ensaios mecânicos podem servir para:

  • Comparação de materiais distintos, juntamente com a análise química do material;

  • Controle de produção, tanto no recebimento de fornecedores quanto no controle final do produto acabado;

  • Aperfeiçoamento de um material, desenvolver novas informações, novos processos de fabricação e novos tratamentos;

  • Obtenção de dados ou elementos numéricos que serão utilizados no cálculo das tensões de trabalho e no projeto de uma peça.

2. Ensaios Mecânicos Destrutivos e Não-destrutivos

Os ensaios mecânicos destrutivos e não-destrutivos são tipos de classificação de ensaios de materiais mecânicos quanto a sua integridade geométrica e dimensional da peça ou componente.

2.1 Ensaios Destrutivos

São aqueles que deixam algum sinal ou marca na peça ensaiada ou no corpo de prova submetido ao ensaio. Neste tipo de ensaio os corpos podem ou não ficarem inutilizados.

Tipos deEnsaios Destrutivos

_ Tração _ Compressão _ Cisalhamento _ Dobramento _ Flexão

_ Embutimento _ Torção _ Dureza _ Fluência _ Fadiga _ Impacto

Tração

É medida submetendo-se o material a uma carga ou força de tração, paulatinamente crescente, que promove uma deformação progressiva de aumento de comprimento. NBR-6152 para metais.

Esquema de máquinas para ensaio de tração – partes básicas:

  • Sistema de aplicação de carga;

  • dispositivo para prender o corpo de prova;

  • Sensores que permitam medir a tensão aplicada e a deformação promovida (extensiômetro).

Exemplos deEnsaios Destrutivos

2.2 Ensaios Não-destrutivos

São aqueles que após sua realização não deixam nenhuma marca ou sinal, e portanto, nunca inutilizam a peça ou o corpo de prova. Por esse motivo podem ser utilizados para se detectar falhas em produtos acabados ou semi-acabados.

Peças metálicas, ou elementos de estrutura, podem falhar em serviços de três maneiras distintas:

  1. Excesso de deformação plástica;

  2. Excesso de deformação elástica;

  3. Ruptura, (frágil, dúctil, por corrosão, por fadiga).

Algumas das principais vantagens dos ensaios não-destrutivos são: os ensaios podem ser realizados em todos os elementos constituintes de uma estrutura, se economicamente justificável; auxiliam a manutenção preventiva, permitindo repetições de ensaio em uma ou em várias unidades, durante um período de tempo; materiais e peças de altos custos de produção não são perdidos pelos ensaios.

Existem também desvantagens: são em geral qualitativos e poucas vezes quantitativos; por envolverem medições de suas propriedades, o comportamento em serviço da peça ensaiada é resultado de um significado indireto; na interpretação das indicações dos ensaios, são necessárias experiências prévias.

Os tipos de defeitos os quais se aplicam são divididos em três grupos:

  1. Defeitos inerentes – introduzidos durante a produção inicial da matéria-prima ou da peça básica;

  2. Defeitos do processo – introduzidos durante o processamento do material ou da peça;

  3. Defeitos de serviços – introduzidos durante o ciclo de utilização do material ou da peça.

Alguns dos tipos de defeitos ou variações estruturais que podem ser incluídas nesses três grupos são as trincas e fissuras, (superficiais, sub-superficiais e internas), defeitos típicos de fundição, laminação, usinagem e de recobrimento, entre outros.

Tipos deEnsaios Não-destrutivos

_ Partículas Magnéticas _ Líquido penetrante _ Ultra-som

_ Radiografia industrial _ Raio X _ Microdureza _ Tomografia

Raio X

O exame de raios x é um método não-destrutivo de detecção da presença de descontinuidade na massa do material, como inclusões, bolhas, mudança de massa específica (densidade), microtrinca etc. O processo emprega a energia proviniente dos chamados raios X, descoberta por Roentgen em 1895. Na industria esse ensaio é utilizado com três propósitos: investigação, inspeção de rotina e controle de qualidade, tanto do produto final como em etapas intermedi´rias do processo de fabricação.

Exemplos deEnsaios Não-destrutivos:

3. Normas Técnicas para Ensaios

As normas são utilizadas para se descrever o método correto para se efetuar um determinado ensaio mecânico. As mais utilizadas pelos laboratórios de ensaios mecânicos pertencem às seguintes associações:

  • ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas)

  • ASTM (American Siciety for Testing and Materials)

  • DIN (Deutsches Institut für Normung)

  • BSI (Britsh Standards Instituition)

  • ASME (American Society of Mechanical Engineers)

  • ISSO (International Organization for Standardization)

  • JIS (Japanese Industrial Standards)

  • SAE (Society of Automotive Engineers)

4. Uso do Sistema Internacional de Unidades no Brasil

Todo e qualquer ensaio realizado em território brasileiro deve apresentar seus resultados grafados no Sistema Internacional de Unidades – SI.

CONCLUSÃO

Quando se adquire um produto qualquer, há sempre uma preocupação com a sua qualidade. Como consumidores conscientes, é nosso dever exigir do fabricante a garantia do produto, pois quem fabrica deve assumir a responsabilidade pelo perfeito funcionamento do objeto que produziu, uma vez que este seja usado de acordo com as condições recomendadas. Para poder dar esta garantia, o fabricante precisa ter certeza de que seu produto foi produzido com materiais adequados, em conformidade com as normas técnicas estabelecidas, e que apresenta, portanto, características apropriadas ao uso que lhe será dado. É por isso que o fabricante deve realizar testes, tanto dos produtos como de seus componentes, antes de lançá-los no mercado. É o que acontece, por exemplo, com os automóveis, que têm todos os seus componentes testados, seguindo normas estabelecidas para isto. Desde a pintura até o ruído do motor, tudo deve satisfazer aos padrões internacionais de qualidade. Esses testes, que são realizados em condições rigidamente controladas, deixando clara a importância dos ensaios de materiais, suas classificações, aplicações no mercado.

BIBLIOGRAFIA

  1. Souza, Sérgio Augusto de

Ensaios mecânicos de materiais metálicos _ Fundamentos teóricos e práticos / São Paulo: editora Blucher, 1982.

  1. Garcia, Amauri

Spim, Jaime Alvares

Santos, Carlos Alexandre dos

Ensaios dos Materiais / Rio de Janeiro: editora LTC (Livros Técnicos e Científicos, 1999.

 

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