(Parte 2 de 7)

Figura 3 – Limite de Proporcionalidade (Telecurso 2000, Ensaio de Materiais, Cap. 03, pág.4)

Escoamento

Nos metais dúcteis, terminada a fase elástica, inicia-se a fase plástica, onde ocorrem deformações permanentes do material, mesmo havendo a retirada da força de tração. No início da fase plástica, ocorre o fenômeno denominado escoamento. Tal fenômeno é caracterizado por uma deformação permanente do material sem que haja incremento da carga, mas ocorre um aumento da velocidade de deformação. Durante o escoamento, os valores de carga oscilam muito próximos uns dos outros.

Figura 4 - Limite de escoamento (Telecurso 2000, Ensaio de Materiais, Cap. 03, pág.5) Limite de Resistência

Após o escoamento que é um endurecimento dos grãos que compõem o deformados a frio. Há um do metal à tração externa, cada vez maior para haver fase, a tensão recomeça a valor máximo, resistência (B). Para o limite de resistência, usamatemática:

Figura 5 – Limite de Resistência

Limite de Ruptura

Continuando a aplicação da tração, chega denominado limite de ruptura (C). Um fato importante a ser observado é que a tensã ocorre o encruamento, causado pela quebra material quando aumento da resistência exigindo uma tensão a deformação subir, até chegar a um denominado limite de cálculo do valor do se a seguinte relação

Lr = Fmax/Ao

Resistência (Telecurso 2000, Ensaio de Materiais, Cap

Continuando a aplicação da tração, chega-se à ruptura do material, que ocorre no ponto denominado limite de ruptura (C). Um fato importante a ser observado é que a tensã ocorre o encruamento, causado pela quebra material quando aumento da resistência exigindo uma tensão a deformação. Nessa subir, até chegar a um denominado limite de cálculo do valor do se a seguinte relação

(Telecurso 2000, Ensaio de Materiais, Cap. 03, pág.6 ) se à ruptura do material, que ocorre no ponto denominado limite de ruptura (C). Um fato importante a ser observado é que a tensão no limite de ruptura é menor que no limite de resistência, devido à diminuição de área que ocorre no corpo de prova, após ser atingida a carga máxima.

Fig ura 6 – Limite de Ruptura (Telecurso 2000, Ensaio de Materiais, Cap. 03, pág.6)

A seguir, pode-se ver o diagrama completo com todos os limites de resistência:

Figura 7 – Diagrama com os limites de resistência (Telecurso 2000, Ensaio de Materiais, Cap. 03, pág.6)

2.1.2. Materiais Dúcteis e Frágeis

Um material dúctil é aquele que pode ser alongado, flexionado ou torcido, sem se romper. Ele admite deformação plástica permanente, após a deformação elástica. A deformação plástica em geral é acompanhada de encruamento. O ponto de escoamento determina a transição entre as fases elástica e plástica (com ou sem patamar na curva).

Um material frágil rompe-se facilmente, ainda na fase elástica. Para estes materiais o domínio plástico é praticamente inexistente, indicando sua pouca capacidade de absorver deformações permanentes. Na curva tensão deformação, a ruptura se situa na fase elástica ou imediatamente ao fim desta, não havendo fase plástica identificável.

Abaixo, constam curvas tensão-deformação para diferentes materiais:

Figura 8 – Diagrama tensão-deformação para diferentes materiais (http://w.cimm.com.br/portal/noticia/material_didatico/6537)

Outra definição importante usada em ensaios de tração é a estricção, que 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.

2.1.3. Corpos de prova utilizados para o ensaio de tração

Os corpos de prova utilizados no ensaio de tração devem seguir padrões de forma e dimensões para que os resultados obtidos nos testes possam ser utilizados. No Brasil, a norma que padroniza os corpos de prova é a MB-4 da ABNT, garantindo formatos e dimensões para cada tipo de teste. Segundo a norma, a seção transversal do corpo de prova pode ser circular ou retangular, dependendo da forma e das dimensões do produto de onde for extraído.

A seguir, o desenho esquemático mostra as partes de um corpo de prova circular usado em ensaios de tração:

Figura 9 – Partes de um corpo de prova de seção circular (http://w.cimm.com.br/portal/noticia/material_didatico/6543)

Parte útil: é a porção efetivamente utilizada para medição do alongamento.

Cabeça: são as extremidades, cuja função é permitir a fixação do corpo de prova na máquina de ensaio.

A análise das propriedades mecânicas de um metal depende da precisão com que os corpos de prova são usinados. Como os corpos de prova são de geometria circular ou plana, uma usinagem adequada é essencial para um programa de testes de qualidade. Dimensões a acabamento superficial devem estar de acordo com a norma brasileira.

Algumas normas pertinentes são listadas abaixo:

• Materiais metálicos - Ensaio de tração a temperatura elevada NM-ISO783 1996 • Materiais metálicos - Ensaio de tração à temperatura ambiente NBRISO6892 1/2002 • Materiais metálicos - Calibração de máquinas de ensaio estático uniaxial - Parte 1: Máquinas de ensaio de tração/compressão - Calibração do sistema de medição da força NBRNM-ISO7500-1 03/2004 • Materiais metálicos - Calibração de extensômetros usados em ensaios uniaxiais NBR14480 03/2000 • Materiais metálicos - Calibração de instrumentos de medição de força utilizados na calibração de máquinas de ensaios uniaxiais NBR6674 MB1488 07/1999 • Produtos planos de aço - Determinação das propriedades mecânicas à tração NBR6673 MB856 07/1981 • Produtos tubulares de aço - Determinação das propriedades mecânicas à tração NBR7433 MB736 07/1982

• Barras de aço destinadas a armaduras para concreto armado com emenda mecânica ou por solda - Determinação da resistência à tração NBR8548 MB1804 08/1984 • Alumínio e suas ligas - Ensaio de tração dos produtos dúcteis e fundidos NBR7549 MB1714 12/2001

2.1.4. Medição da Deformação Total - Alongamento

O alongamento do corpo de prova pode ser medido em qualquer etapa do ensaio de tração. Entretanto o comprimento final Lf, no momento da ruptura, é necessário para o cálculo da deformação total.

A deformação total é a soma das deformações:

• Deformação elástica (recuperada após a ruptura) • Deformação durante o escoamento

• Deformação plástica

• Deformação depois de atingida a carga máxima

A soma da deformação no escoamento com a deformação plástica é a chamada deformação uniforme.

Para efetuar a medição do comprimento final, seguem-se os seguintes passos:

• Marcam-se n divisões iguais sobre a parte útil do corpo de prova antes do início do ensaio.

• Um comprimento de referência L0 deve ser escolhido neste estágio. É recomendável que o comprimento total das n divisões seja bem superior ao comprimento L0 • Traciona-se o corpo até a ruptura, juntando-se a seguir as partes

• Mede-se a distância correspondente ao comprimento final, tomando-se o mesmo número de divisões à esquerda e á direita da seção de ruptura, quando possível. Quando a ruptura for próxima ao final da parte útil do corpo de prova, toma-se o número máximo de divisões do citado lado, compensando-se a diferença do lado oposto para completar o comprimento de referência.

O procedimento é ilustrado na figura abaixo:

Figura 10 - Procedimento para a medição da deformação do corpo de prova (http://w.cimm.com.br/portal/noticia/material_didatico/6543)

Medição da redução de Área

A estricção ocorre depois de atingida à carga máxima. A deformação é maior nesta região enfraquecida. A estricção é usada como medida da ductilidade, ou seja, quanto maior a estricção, mais dúctil é o material. O fenômeno da estricção é ilustrado na figura abaixo, para um corpo de prova de seção transversal circular.

Figura 1 – Ilustração da medição da redução da área da seção do CP. (http://w.cimm.com.br/portal/noticia/material_didatico/6544)

Vale ressaltar que a estricção não pode ser considerada uma propriedade específica do material, mas somente uma característica do seu comportamento. Isto se justifica porque o estado de tensões depende da forma da seção transversal, por sua vez, a fratura depende não só do estado de tensões e deformações, mas de como se desenvolveu. Então a deformação após a carga máxima não é sempre a mesma. Apesar do seu caráter mais qualitativo, a estricção é mencionada e usualmente especificada para diversos materiais.

As medidas de estricção podem ser tomadas tanto para corpos de seção circular como corpos de seção retangular. As medidas e os valores são mostrados nas figuras abaixo.

Figura 12 – Redução da área para CP de seção circular (http://w.cimm.com.br/portal/noticia/material_didatico/6544)

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