Prof.: M.Sc. Antonio Fernando de Carvalho Mota

Engenheiro Mecnico e Metalrgico

ENSAIOS MECNICOS

E MACROGRFICOS

Ensaios Mecnicos e Macrogrficos

Mdulo 9

Propriedades Mecnicas Estudadas:

RESISTNCIA

Elasticidade

Ductilidade

Tenacidade

Dureza

Fluncia

ENSAIOS MECNICOS

(PROPRIEDADES MECNICAS)

So considerados como

ensaios destrutivos

Tem como objetivo a

determinao quantitativa ou

qualitativa das propriedades

mecnicas dos materiais

Uso de corpos de prova

padronizados

ENSAIOS MECNICOS

FINALIDADES:

METAIS DE BASE

Determinao das Propriedades Mecnicas.

(Avaliam o comportamento do metal quando

submetido a esforos mecnicos)

F

F

http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.cimm.com.br/conteudo/noticias/imagem/Image/deseu_lance.jpg&imgrefurl=http://www.cimm.com.br/portal/noticia/exibir_noticia/4106&h=428&w=427&sz=158&tbnid=NkxolTnmPtxY4M::&tbnh=126&tbnw=126&prev=/images?q=fotos+de+chapas+de+a%C3%A7o&hl=pt-BR&usg=__6e3iiMFhds37cX2T8Lp7DTYCdgs=&ei=Oq7iSY-9AtjMlQf3peHgDg&sa=X&oi=image_result&resnum=4&ct=image

ENSAIOS MECNICOS PROPRIEDADES MECNICAS

FINALIDADES:

SOLDA Assegurar a qualidade mnima da solda

em termos de Propriedades Mecnicas;

- Qualificao do Metal de Adio;

- Qualificao do Procedimento de Soldagem;

- Qualificao de Soldadores.

SIGNIFICADO DOS ENSAIOS MECNICOS

DESTRUTIVOS: (Propriedades Mecnicas)

Resultados numricos

Resultados qualitativos

NO-DESTRUTIVOS:

(Propriedades Fsicas)

Detectar falhas internas

Certificao

Internacional

EXEMPLOS DE ENSAIOS DESTRUTIVOS

7

EXEMPLOS DE ENSAIOS NO DESTRUTIVOS

8

Exame Visual

Qual a diferena

entre Descontinuidades

e Defeitos?

Lquido Penetrante Partculas Magnticas

DETERMINAO DAS PROPRIEDADES MECNICAS

TRAO DE MATERIAIS METALICOS NBR- 6152

9

Grfico

Grfico

Ensaio de trao

Sistema Internacional de Medidas - SI

Decreto n 81.621, de 03 de maio de 1978

INMETRO- Instituto Nacional de Metrologia, Normalizao e

Qualidade Industrial.

Grandeza Nome Smbolo

Comprimento metro

m

Tempo segundo

s

Massa quilograma

kg

Fora newton

N

Presso

pascal Pa

Clulas de carga de 600kgf

analgica e digital

ENSAIOS MECNICOS.

11

Em Chanfro

x

x

x

(x) NVEL 1 E 2.

Ensaio de trao

O corpo de prova tracionado at ser quebrado

INSTRON

MOTIVOS DA UTILIZAO DE CORPOS DE PROVA NORMALIZADOS:

1- Adaptao na mquina;

2- Corpos de prova sem dimenses excessivas;

3- Facilidade de clculo das propriedades mecnicas;

4- Comparao de valores de alongamento e estrico;

5- Ausncia de irregularidades nos corpos de prova.

A NORMALIZAO DOS CORPOS DE PROVA ATINGE AS TRS PARTES:

- A cabea;

- A parte til;

- A regio de concordncia.

13

ENSAIOS MECNICOS ENSAIO DE TRAO

Corpos de prova

do = dimetro mdio da seo na parte til

ENSAIOS MECNICOS

ENSAIO DE TRAO

FIXAO DO CORPO DE PROVA

Mquina de Trao EMIC DL 60000

ENSAIO DE TRAO DE PRODUTOS

Como deve ser o ensaio de trao

de um tubo?

16

Corpos de prova de tubos

Disposio do mandril e fixao do tubo mquina

17

ENSAIOS MECNICOS

9.1.2- ORIENTAO DOS CORPOS DE PROVA

Em materiais deformados termomecanicamente

(laminao, forjamento, extruso, etc...) as propriedades

mecnicas variam de acordo com a direo, isto se chama

ANISOTROPIA.

Por este motivo importante a direo que extrado o

corpo de prova

2 m

Chapa de ao carbono

laminada

DL

1 m

LAMINAO DE INCLUSES

Lingotes: Estrutura

bruta de fuso com

incluses esfricas

Chapas Laminadas:

Gros, incluses e

Segregaes so

alongadas segundo

a direo de laminao

DL

Produtos da aciaria e lingotamento contnuo: Lingotes com incluses devido o processo

de desoxidao do ao.

Produtos Laminados: Chapas com incluses alongadas segundo a direo de laminao

(ANISOTROPIA)

ENSAIOS MECNICOS

ORIENTAO DOS CORPOS DE PROVA

CORPO DE PROVA LONGITUDINAL

O EIXO LONGITUDINAL (EL) DO CORPO DE PROVA PARALELO

DIREO DE LAMINAO

ENSAIOS MECNICOS

ORIENTAO DOS

CORPOS DE PROVA

CORPO DE PROVA

TRANSVERSAL

O eixo longitudinal (EL) do

corpo de prova ortogonal

direo de laminao

Clculo da tenso

A tenso de trao aplicada na pea dada por:

= F / S0 onde S0 a rea da seo transversal da parte til (mais fina) do corpo de prova antes da aplicao dos esforos.

Unidades: 1kf/mm2 = 10 N/mm2 = 10 MPa

1MPa = 145 psi

S0

F

F

Clculo da deformao

Para cada valor de F, a deformao percentual dada por:

(%) = 100 L / L0

ENSAIO DE TRAO

24

= F/S0

= l/l0

INSTRON

GRFICO TENSO X DEFORMAO

Tenso

Deformao

Rutura

Escoamento

Regio de deformao plsticaRegio dedeformao elstica

Tenso de rutura

Tenso de escoamento

Tenso mxima

Limite de resistncia trao = Tenso mxima

LR

LE

Tipos de Deformao

=l/l0 = (lf li)/l0

Deformao

ELSTICA

reversvel,

desaparece quando a tenso

removida. Os tomos do material

mantm a mesma posio relativa

entre si.

PLSTICA

Permanente, pois altera a estrutura

interna do metal. provocada por

tenses que ultrapassam o

limite de elasticidade.

Resultados do ensaio de Trao:

Propriedades Mecnicas

Limite de escoamento : a tenso necessria para iniciar a

deformao plstica de um material tracionado. LE = Qe/S0

Limite de Resistncia: a razo entre a carga mxima suportada pelo

mesmo pela rea da seo reta inicial. LR = Qmx./S0

Limite de Ruptura: a tenso que aplicada ao material provoca a

maior deformao possvel. LRup. = Qrup./So

Ductilidade capacidade de um material deformar plasticamente

sem sofrer fratura. A (%) = (lf li)100/li

LE

LR

A

LRup.

APLICAO: COMPORTAMENTO ELSTICO

28

APLICAO: COMPORTAMENTO PLSTICO

Processos de conformao plstica:

29

Laminao quente de perfis Laminador Mannesmann

Laminao de chapas (planos)

ENSAIO DE TRAO

30

AVALIAO : Como se determina a Resistncia?

Como se determina a Rigidez?

Como se determina a Ductilidade?

AVALIAO

Qual a diferena entre material Malevel e material Dctil?

Resp. Malevel o que se pode malear (converter em

lminas) e Dctil o que se pode reduzir a fios.

31

CURVA TENSO X DEFORMAO

DO AO ESTRUTURAL ASTM A36

estrico

LE (mn. 250)

Lrup.

Deformao (%) (Alongamento percentual)

Pata

mar

de

Esco

am

en

to

En

cru

am

en

to

Estr

ico

(In

sta

bilid

ad

e)

LR(400 550)

Ten

so

(M

Pa

)

A (min. 20% em 200mm)

Caractersticas do Ao estrutural ASTM A 36:

(American Society for Testing and Materials)

Teor de carbono mdio = 0,25 %

LR =limite de resistncia trao (400 550 MPa)

LE= limite de escoamento (mnimo 250 MPa)

A = alongamento (mnimo 20% em 200mm)

Ao dctil de fcil soldagem e baixo custo.

LE

LR

A

MEDIO DA DEFORMAO COM PRECISO

Os extensmetros

Podem ser:

Mecnicos

pticos

Eltricos

Eletrnicos

Extensmetro

Uso de extensmetros:

Ensaio de Trao - Ductilidade

Clculo da Ductilidade:

Pelo Alongamento;

e

Pela Reduo de rea.

35

Parece que da ltima vez veio com

mais peso do normal!

CLCULO DA DUCTILIDADE PELO ALONGAMENTO A

A = 2 2 =1/2 = 0,5 = 0,25pol/pol ou 25%

2 2 2

A % = 100[comprimento final (lf) comprimento inicial (l0)]

comprimento inicial (l0)

Clculo da ductilidade pela Reduo de rea ou

Estrico

RA(%) = (S0 Sf )100

S0

No caso de corpos de prova cilndricos

S0 = d02 e S f = df

2

4 4

RA (%) = /4 (d02 df2)100 = (d0

2 df2)100

/4.d02 d0

2

REDUO DA REA DA SEO

Projetor de Perfis

38

Medio do