Durante a segunda guerra, verificou-se que navios ... · O ensaio é realizado com pêndulo de...
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Durante a segunda guerra, verificou-se que
navios apresentavam fraturas catastróficas,
tanto em alto mar quanto no cais. E isto
ocorria com maior frequência no inverno.
As hipóteses levantadas na época eram que o
aço doce mostrava-se frágil nestas condições.
A possibilidade de falhas na solda foi indicada
como possível causa também.
Assim foram desenvolvidos testes e métodos
de manufatura mais adequados para estas
condições de trabalho.
Com isto foi desenvolvido o teste de impacto,
um dos mais antigos entre os ensaios.
Além do caso dos navios, falhas por fratura frágil podem também ocorrer em reservatórios pressurizados, pontes e dutos sujeitos a grandes variações de temperatura.
O teste de impacto é um método de avaliação
da resistência e sensibilidade ao entalhe, nos
materiais.
A energia absorvida no impacto é o
parâmetro de avaliação da propriedade.
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.
Os dados levantados nos testes são
interpolados num gráfico variação da
energia x variação da temperatura
Neste gráfico se observa a
temperatura de transição do
material de dúctil a frágil.
O parâmetro para se determinar os patamares do gráfico é a seção da fratura, que deve iniciar dúctil à frágil.
Observações sobre a transição Dúctil-Frágil
Apresentam temperatura de transição bem
definida: Aços ferríticos usados em aplicações
estruturais como Navios, Vasos de pressão e
Tubulações, Pontes. Além de outros metais CCC,
como os metais refratários (Nb, Ta, Mo, W).
Observações sobre a transição Dúctil-Frágil
Metais CFC são menos influenciados pela temperatura que os metais CCC.
Com a queda da temperatura, a tensão de escoamento tende para a tensão coesiva e o material se romperá sem deformação plástica.
Nos Metais CCC a velocidade de aplicação dos esforços também é crítica.
Observações sobre a transição Dúctil-Frágil
Transição no modo de Fratura:
Observações sobre a transição Dúctil-Frágil
Transição no modo de Fratura:
Observações sobre a transição Dúctil-Frágil
Transição no modo de Fratura:
Observações sobre a transição Dúctil-Frágil
Transição no modo de Fratura:
Observações sobre a transição Dúctil-Frágil
Transição no modo de Fratura:
Aplicações e Limitações do Ensaio Convencional:
Aparência da Fratura: critério subjetivo e
portanto não recomendável para especificações
O ensaio é muito usado por seu baixo custo, rapidez
de realização e por empregar amostras pequenas.
Resultado do ensaio
É empregado para avaliar a fragilização por
tratamentos térmicos (fragilidade ao revenido), ou
fragilização por hidrogênio (devido a processos
de solda, galvanoplastia, decapagem,
tratamentos térmicos, e outras situações em que
o hidrogênio esteja presente).
Existem estudos no Japão, utilizando o ensaio
de impacto, em amostras recolhidas do
material de pontes que estão trincando.
Com o objetivo de investigar os melhores
métodos para reconstruir pontes danificadas
pela propagação de trincas, devidos as
oscilações de temperatura e cargas agindo
sobre elas.
As amostras foram preparadas a partir do
material gerado pelos “stop-hole”, e
combinados com uma operação de solda.
Os dois principais métodos de ensaio de
Impacto são: Charpy e Izod. Ambos usam o
mesmo aparato de impacto, isto é, o pêndulo.
Já existe testes de impacto utilizando torres
de queda, capazes de produzir maiores
velodicades, adequando o teste a novos
materiais.
O ensaio é realizado com pêndulo de impacto . O corpo de prova é fixado num suporte, na base da máquina. O martelo do pêndulo - com uma borda de aço temperado 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.
http://goo.gl/UmRPlP
O posicionamento do entalhe é tal que o
impacto ocorre na região de maior tensão - a
seção transversal média do corpo de prova.
Os corpos de prova podem
ser de diferentes tipos e de
diferentes entalhes.
A norma americana ASTM E23 especifica que os tipos 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.
Recomendações a respeito dos entalhes
Entalhes mais profundos ou agudos, Charpy A, são indicados para teste de materiais mais dúcteis ou quando se usam menores velocidades no teste. As duas condições favorecem a ruptura frágil.
Recomendações a respeito dos entalhes
Para ferros fundidos e metais fundidos
sob pressão o corpo de prova não
necessita de entalhe.
O teste pode ser executado em diversas faixas de temperaturas, incluindo temperaturas abaixo da ambiente.
Além disto o corpo de prova é
adequado para medir as
diferenças de comportamento
para materiais de baixa
resistência ao impacto como os
aços estruturais.
O teste é usado para comparar a
influência de elementos de liga e
tratamentos térmicos no
comportamento do material.
Frequentemente é usado para fins
de controle de qualidade e de
aprovação de materiais.
A diferença básica entre o ensaio
de impacto Charpy e o ensaio de
impacto Izod , é o corpo de prova
e sua posição durante o ensaio.
Mais uma diferença é que o golpe
do pêndulo é desferido no mesmo
lado do entalhe.
Enquanto que no ensaio Charpy o
impacto do martelo e do lado
oposto ao entalhe.
No caso de materiais cujas dimensões não permitem a confecção de corpos de prova normais, é possível retirar os corpos de prova reduzidos que
constam do método E 23 da ASTM.
Para chegar a conclusões confiáveis
a respeito do material ensaiado, é
recomendável fazer o ensaio em
pelo menos três corpos de prova.
Os resultados desse ensaio não têm aplicação nos cálculos de projetos de engenharia.
Outro exemplo de utilização deste
teste, está num trabalho de
iniciação científica , onde o autor
utilizou este ensaio para analisar
as variações nas zonas de um
corpos de inox duplex soldado.
Outro exemplo de utilização deste
teste, está num trabalho de
iniciação científica , onde o autor
utilizou este ensaio para analisar
as variações nas zonas de um
corpos de inox duplex soldado.
