RESUMO - MECANISMOS DE FALHA EM MATERIAIS METÁLICOS - MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 1 - MATECO 1 - ENGENHARIA CIVIL

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RESUMO - MECANISMOS DE FALHA EM MATERIAIS METÁLICOS
As falhas mostram tudo que não deu certo em um material, desde a questão do
material ter sido escolhido de forma errada, à forma como foi fabricado ou ao cuidado que
teve durante a vida útil.
Ao utilizar um material metálico em uma estrutura de engenharia eles devem
atender a um projeto, no qual, haverá a estrutura colorida com as indicações de pontos
críticos (os quais representam os locais de tensões máximas). Para colorir são necessárias
as informações dos materiais, entretanto, muitas vezes utiliza-se apenas uma tabela com as
propriedades de cada um, o que gera muitos erros.
Nos projetos deve-se levar em consideração como o material vai responder na
área avermelhada (crítica), se está em um ambiente corrosivo ou não e como ele reage em
cada situação, se a geometria é fácil de ser obtida pelos métodos fabris convencionais, se
um defeito causado pela solda é permitido em um componente, entre outros. Além disso,
um bom projeto considera o funcionamento adequado durante toda a vida útil dele.
As principais premissas para selecionar um material são: os tipos e intensidade de
solicitações mecânicas, que podem ser estáticas, dinâmicas ou cíclicas; a faixa de
temperatura de serviço; e as condições ambientais (fluidos, umidade, corrosividade, etc).
Com isso será possível identificar quais características o material precisará ter.
As principais propriedades requeridas na operação em relação ao ambiente são:
resistência à corrosão, ao hidrogênio e ao desgaste. Em relação à temperatura: resistência
à degradação e à fluência (para altas temperaturas) e à tenacidade (para baixar
temperaturas). Por fim, aos tipos de esforços: tenacidade, para esforços dinâmicos;
resistência à fadiga, para esforços cíclicos; e resistência mecânica, para esforços estáticos.
A tenacidade é uma propriedade pouco compreendida. Ela é a capacidade de um
material de plastificar a ponta de um defeito, impedindo a propagação dele. Ela é
necessária não somente em situações de impacto, mas também em situações nas quais os
mecanismos de deformação plástica sejam difíceis. Além de ser comum em baixas
temperaturas também é necessária em equipamentos de grandes espessuras, informação
que não é tão conhecida.
Existem tensões localizadas elevadas nos materiais e se não ocorresse uma
plastificação localizada, as tensões ultrapassariam a resistência do material e ele trincaria.
Ou seja, o relaxamento de tensões que ocorre devido às plastificações localizadas é
necessário sempre que o material está em condições que dificultam a deformação: em
baixas temperaturas, altas taxas de carregamento e em grandes espessuras.
Tudo isso é importante para garantir a integridade de um projeto, ou seja, garantir
que não apresente nenhum dano que impeça sua funcionalidade e ter as características
que garantam uma boa performance.
Existem seis mecanismos básicos de falhas: fragilização e sobrecarga (os dois
causam falha instantâneamente); fadiga, fluência, desgaste e corrosão (causam falhas
progressivas, os danos vão se acumulando).
Sempre que ocorre uma falha, algo deu errado: o projeto pode não ter considerado
alguma condição, a fabricação não foi cuidadosa o suficiente, a montagem ou o teste não
foram conduzidos da forma correta, algum componente pode ter sido submetido a uma
condição inadequada em uma parada para manutenção, entre outros.