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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
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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.
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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?
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Corpos de prova de tubos
Disposio do mandril e fixao do tubo mquina
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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
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= 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
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APLICAO: COMPORTAMENTO PLSTICO
Processos de conformao plstica:
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Laminao quente de perfis Laminador Mannesmann
Laminao de chapas (planos)
ENSAIO DE TRAO
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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.
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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.
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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