Análise de Falhas - Cap. IV-1

Prévia do material em texto

Prof. Luiz Cláudio Cândido
ANÁLISE DE FALHAS
(Parte IV)
Prof. Leonardo Barbosa Godefroid
candido@em.ufop.br leonardo@demet.em.ufop.br
METALURGIA MECÂNICA
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E DO DESPORTO
Universidade Federal de Ouro Preto
Escola de Minas – Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais
Grupo de Estudo Sobre Fratura de Materiais
Telefax: 55 - 31 - 3559.1561 – E-mail: demet@em.ufop.br
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E DO DESPORTO
Universidade Federal de Ouro Preto
Escola de Minas – Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais
Grupo de Estudo Sobre Fratura de Materiais
Telefax: 55 - 31 - 3559.1561 – E-mail: demet@em.ufop.br
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E DO DESPORTO
Universidade Federal de Ouro Preto
Escola de Minas – Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais
Grupo de Estudo Sobre Fratura de Materiais
Telefax: 55 - 31 - 3559.1561 – E-mail: demet@em.ufop.br
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E DO DESPORTO
Universidade Federal de Ouro Preto
Escola de Minas – Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais
Grupo de Estudo Sobre Fratura de Materiais
Telefax: 55 - 31 - 3559.1561 – E-mail: demet@em.ufop.br
CCaappííttuulloo QQuuaattrroo::
TTiippooss ddee FFaallhhaass
 IInnttrroodduuççããoo
 FFrraattuurraa ddee CCoorrppooss--ddee--pprroovvaa ((CCPPss)) EEnnssaaiiaaddooss
eemm TTrraaççããoo
 PPrriinncciippaaiiss ttiippooss ddee ffrraattuurraa mmoonnoottôônniiccaa
 FFrraattuurraa DDúúccttiill
 FFrraattuurraa SSeemmiiffrráággiill
 FFrraattuurraa FFrráággiill
 FFrraattuurraa IInntteerrggrraannuullaarr
 FFrraattuurraa ppoorr FFaaddiiggaa
 FFrraattuurraa ppoorr FFlluuêênncciiaa
 FFrraattuurraa eemm AAmmbbiieenntteess AAggrreessssiivvooss
 FFrraattuurraa ppoorr DDeessggaassttee
Tipos de Fraturas
• projeto falho;
• defeitos no material;
• deficiências no processamento e manufatura;
• erros de montagem;
• condições de serviço fora das especificações ou imprevistas;
• manutenção insuficiente.
Principais causas para ocorrência de uma falha:
Principais causas para ocorrência de uma falha em plantas industriais (EUA):
• Erro de manufatura (30%);
• Erros de projeto (26%);
• Erros de manutenção (23%);
• Má seleção de materiais (18%);
• Operação indevida (3%).
Fonte: Sachs, 2007.
Classificação geral das possíveis causas de falha.
Fonte: Bloack e Geitner, 1983.
Mecanismos de Falhas em Indústrias
Mecanismo %
Fluência 3
Desgaste, Abrasão e Erosão 3
CST/Fadiga - Corrosão 6
Corrosão - 1 7
Sobrecarga 11
Fratura Frágil 16
Fadiga 25
Corrosão - 2 29
Alexander et al., Essential Metallurgy for Engineers, UK, 1985
Componentes Aeronáuticos
Alexander et al., Essential Metallurgy for Engineers, UK, 1985
Mecanismo %
Oxidação 2
Corrosão 3
Desgaste excessivo 7
Corrosão sob tensão 8
Sobrecarga 19
Fadiga 61
Capítulo 4 - TIPOS DE FRATURAS
Fratura em materiais
4.1 - Introdução
Figura 4.1 - Representação esquemática das características microestruturais de materiais metálicos.
 Átomo substitucional
Átomo intersticional
 Discordância em cunha
Precipitado
incoerente
 Precipitado
 coerente
 Partícula de 2
a
 fase
 (alto ponto de fusão)
Planos de
deslizamento
Precipitados
em contornos
de grão
Célula elementar
Discordância em
hélice
 Fratura
 intergranular
 Fratura transgranular
Camadas de precipitados em
contornos de grão
FFiigguurraa 44..22 -- CCllaassssiiffiiccaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddee mmoorrffoollooggiiaass ee pprroocceessssooss ddee ffrraattuurraa..
FFiigguurraa 44..33 -- RReepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddee ssuuppeerrffíícciieess ddee ffrraattuurraa ppaarraa mmaatteerriiaaiiss ccoommpplleettaammeennttee ddúúcctteeiiss ((aa)),, ddúúcctteeiiss
((bb)) ee ttoottaallmmeennttee ffrráággeeiiss ((cc))..
 ((aa)) ((bb)) ((cc)) ((dd))
FFiigguurraa 44..44 -- AAppaarrêênncciiaa mmaaccrroossccóóppiiccaa ddee ffrraattuurraass:: ddúúccttiill ((aa,, bb)) ee ffrráággiill ((cc,, dd)) –– eennssaaiioo ddee ttrraaççããoo..
 ((aa)) ((bb)) ((cc))
FFiigguurraa 44..55 -- MMaaccrrooffrraaccttooggrraaffiiaass:: ((aa)) ddúúccttiill ee ((bb)) ffrráággiill ((eennssaaiiooss ddee ttrraaççããoo));; ((cc)) ffrraattuurraa ffrráággiill
ddee aaççoo eemmpprreeggaaddoo eemm ssuuppoorrttee ddee ffoorrnnoo..
Principais tipos de fratura:
• fratura dúctil
• fratura frágil
• fratura semifrágil
• por fadiga
• por fluência
• por corrosão sob tensão (CST)
• por hidrogênio (FH)
FFiigguurraa 44..66 -- FFrraattuurraa ffrráággiill ((aa)) vveerrssuuss ffrraattuurraa ddúúccttiill ((bb)) eemm 22 ppaarraaffuussooss ddee aaççoo AAIISSII 11003388 qquuee
ssooffrreerraamm ttrraattaammeennttooss ttéérrmmiiccooss ddiiffeerreenncciiaaddooss:: ((aa)) tteemmppeerraaddoo eemm áágguuaa ((HHRRcc == 4477)) ee ((bb))
rreeccoozziiddoo ((HHRRcc == 1155))..
(a) (b)
4.2 - Fratura de Corpos-de-prova (CPs) Ensaidos em Tração
a) Zona fibrosa (F)
b) Zona radial (R)
c) Zona de cisalhamento (S) - shear lips -
Zona
Cisalhante
Zona
Fibrosa
Zona
Radial
((aa)) ((bb))
FFiigguurraa 44..77 -- LLooccaalliizzaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddaass zzoonnaass ccaarraacctteerrííssttiiccaass ddee ffrraattuurraa ddee
uumm CCPP ddee ttrraaççããoo
RRaaddiiaall
FFiibbrroossaa
CCiissaallhhaannttee
Zona
Cisalhante
Zona
Fibrosa
Zona
Radial
((aa)) ((bb))
FFiigguurraa 44..77 -- LLooccaalliizzaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddaass zzoonnaass ccaarraacctteerrííssttiiccaass ddee ffrraattuurraa ddee
uumm CCPP ddee ttrraaççããoo
RRaaddiiaall
FFiibbrroossaa
CCiissaallhhaannttee
4.2.1 - Alterações no aspecto de fratura
4.2.1.1 - Temperatura e velocidade de deformação
Temperatura (
o
F)
Tamanho
da zona
(in)
Temperatura (
o
C)
Fibrosa
Cisalhante
Radial
FFiigguurraa 44..88 -- IInnfflluuêênncciiaa ddaa tteemmppeerraattuurraa nnoo aassppeeccttoo ddee ffrraattuurraa ddee uummaa mmaatteerriiaall..
FFiigguurraa 44..99 -- MMaaccrrooffrraaccttooggrraaffiiaa ddee uumm CCPP eennssaaiiaaddoo eemm ttrraaççããoo ((112200 
oo
CC));; aaççoo AAIISSII
44334400 tteemmppeerraaddoo ee rreevveenniiddoo;; HHRRcc == 4466;; zzoonnaass ffiibbrroossaa ee ddee cciissaallhhaammeennttoo..
((aa)) ((bb))
FFiigguurraa 44..1100 -- MMaaccrrooffrraaccttooggrraaffiiaa ddee uumm CCPP eennssaaiiaaddoo eemm ttrraaççããoo ((tteemmppeerraattuurraa aammbbiieennttee));; aaççoo
AAIISSII 44334400;; ((aa)) rreeccoozziiddoo,, HHRRcc == 1155;; ZZFF,, ZZRR ee ZZCC;; ((bb)) tteemmppeerraaddoo ee rreevveenniiddoo,, HHRRcc == 2288;; ZZFF,,
ZZRR ((mmaarrccaass rraaddiiaaiiss ggrroosssseeiirraass)) ee ZZCC..
((aa)) ((bb))
FFiigguurraa 44..1100 -- MMaaccrrooffrraaccttooggrraaffiiaa ddee uumm CCPP eennssaaiiaaddoo eemm ttrraaççããoo ((tteemmppeerraattuurraa aammbbiieennttee));; aaççoo
AAIISSII 44334400;; ((aa)) rreeccoozziiddoo,, HHRRcc == 1155;; ZZFF,, ZZRR ee ZZCC;; ((bb)) tteemmppeerraaddoo ee rreevveenniiddoo,, HHRRcc == 2288;; ZZFF,,
ZZRR ((mmaarrccaass rraaddiiaaiiss ggrroosssseeiirraass)) ee ZZCC..
((aa)) ((bb))
FFiigguurraa 44..1100 -- MMaaccrrooffrraaccttooggrraaffiiaa ddee uumm CCPP eennssaaiiaaddoo eemm ttrraaççããoo ((tteemmppeerraattuurraa aammbbiieennttee));; aaççoo
AAIISSII 44334400;; ((aa)) rreeccoozziiddoo,, HHRRcc == 1155;; ZZFF,, ZZRR ee ZZCC;; ((bb)) tteemmppeerraaddoo ee rreevveenniiddoo,, HHRRcc == 2288;; ZZFF,,
ZZRR ((mmaarrccaass rraaddiiaaiiss ggrroosssseeiirraass)) ee ZZCC..
FFiigguurraa 44..1111 -- MMaaccrrooffrraaccttooggrraaffiiaa ddee uumm CCPP eennssaaiiaaddoo eemm ttrraaççããoo;; aaççooAAIISSII44334400;;
–– 119966
oo
CC,, tteemmppeerraaddoo ee rreevveenniiddoo,, HHRRcc == 3355;; zzoonnaass rraaddiiaall ee ddee cciissaallhhaammeennttoo..
4.2.1.2 - Geometria do CP
a) A ZF apresenta um aspecto tanto mais elíptico quanto maior for a relação largura/espessura do
CP;
b) A ZR freqüentemente apresenta o aspecto característico como “marcas de sargento” (chevron markings);
c) Para um valor suficientemente grande da relação largura/espessura do CP a ZC pode ocupar toda a espessura do CP.
 A superfície de fratura forma, neste caso, aproximadamente 45
o
 com o eixo de tração.
Espessura
ZC
ZF
 ZR Origem da trinca
Espessura
Origem da trinca
ZC
ZF
 ZR
Espessura
Origem da trinca
ZF
 ZC
((aa))
((bb))
((cc))
FFiigguurraa 44..1122 -- RReepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddoo eeffeeiittoo ddaa eessppeessssuurraa nnaa ssuuppeerrffíícciiee ddee
ffrraattuurraa ddee CCPPss rreettaanngguullaarreess eennssaaiiaaddooss eemm ttrraaççããoo;; ZZFF –– zzoonnaa ffiibbrroossaa;; ZZRR –– zzoonnaa
rraaddiiaall;; ZZCC –– zzoonnaa cciissaallhhaannttee;; aass sseettaass iinnddiiccaamm aa ddiirreeççããoo ddee pprrooppaaggaaççããoo ddaa ttrriinnccaa..
Espessura
ZC
ZF
 ZR Origem da trinca
Espessura
Origem da trinca
ZC
ZF
 ZR
Espessura
Origem da trinca
ZF
 ZC
((aa))
((bb))
((cc))
FFiigguurraa 44..1122 -- RReepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddoo eeffeeiittoo ddaa eessppeessssuurraa nnaa ssuuppeerrffíícciiee ddee
ffrraattuurraa ddee CCPPss rreettaanngguullaarreess eennssaaiiaaddooss eemm ttrraaççããoo;; ZZFF –– zzoonnaa ffiibbrroossaa;; ZZRR –– zzoonnaa
rraaddiiaall;; ZZCC –– zzoonnaa cciissaallhhaannttee;; aass sseettaass iinnddiiccaamm aa ddiirreeççããoo ddee pprrooppaaggaaççããoo ddaa ttrriinnccaa..
Espessura
ZC
ZF
 ZR Origem da trinca
Espessura
Origem da trinca
ZC
ZF
 ZR
Espessura
Origem da trinca
ZF
 ZC
((aa))
((bb))
((cc))
FFiigguurraa 44..1122 -- RReepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddoo eeffeeiittoo ddaa eessppeessssuurraa nnaa ssuuppeerrffíícciiee ddee
ffrraattuurraa ddee CCPPss rreettaanngguullaarreess eennssaaiiaaddooss eemm ttrraaççããoo;; ZZFF –– zzoonnaa ffiibbrroossaa;; ZZRR –– zzoonnaa
rraaddiiaall;; ZZCC –– zzoonnaa cciissaallhhaannttee;; aass sseettaass iinnddiiccaamm aa ddiirreeççããoo ddee pprrooppaaggaaççããoo ddaa ttrriinnccaa..
Espessura
 Origem da trinca
ZF
ZR
 ZC
FFiigguurraa 44..1133 -- AAppaarrêênncciiaa ddee ssuuppeerrffíícciieess ddee ffrraattuurraa rreettaanngguullaarreess ddee CCPPss eennssaaiiaaddooss eemm
ttrraaççããoo;; ((aa)) rreepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa;; ((bb)) ssuuppeerrffíícciiee ddee ffrraattuurraa ddee uumm aaççoo,,
mmoossttrraannddoo aass rreeggiiõõeess mmeenncciioonnaaddaass;; ((cc)) sseemmeellhhaannttee aaoo iitteemm bb,, mmaass ppaarraa eessppeessssuurraa
mmaaiioorr -- nnoottaa--ssee qquuee aa zzoonnaa cciizzaallhhaannttee éé mmeennoorr;; ZZFF –– zzoonnaa ffiibbrroossaa;; ZZRR –– zzoonnaa rraaddiiaall;;
ZZCC –– zzoonnaa cciissaallhhaannttee;; aass sseettaass iinnddiiccaamm aa ddiirreeççããoo ddee pprrooppaaggaaççããoo ddaa ttrriinnccaa..
FFiigguurraa 44..1144 -- EExxeemmpplloo ddee ffrraattuurraa ddee uumm aaççoo oonnddee aapprreesseennttaa ““mmaarrccaass ddee ssaarrggeennttoo””..
((aa)) ((bb))
FFiigguurraa 44..1155 -- OOuuttrroo eexxeemmpplloo ddee ffrraattuurraa ccoomm pprreesseennççaa ddee ““mmaarrccaass ddee ssaarrggeennttoo”” ((aa));;
ddeettaallhhee iinnddiiccaannddoo aa rreeggiiããoo ddee iinníícciioo ddaa ffrraattuurraa ((bb))..
((aa)) ((bb))
FFiigguurraa 44..1155 -- OOuuttrroo eexxeemmpplloo ddee ffrraattuurraa ccoomm pprreesseennççaa ddee ““mmaarrccaass ddee ssaarrggeennttoo”” ((aa));;
ddeettaallhhee iinnddiiccaannddoo aa rreeggiiããoo ddee iinníícciioo ddaa ffrraattuurraa ((bb))..
 
 
((aa)) ((bb )) 
 
FFiigguurraa 44..1155 -- OOuuttrroo eexxeemmpplloo ddee ffrraatt uurraa ccoomm pprreesseennççaa ddee ““mmaarrccaass ddee ss aarrggeennttoo ”” ((aa)) ;; 
ddeettaallhhee ii nnddiiccaannddoo aa rreeggii ããoo ddee iinníícciioo ddaa ffrraatt uurraa ((bb)).. 
Figura 4.15 - Outros exemplos de fratura com presença de “marcas de sargento”(a); 
detalhe indicando a região de início da fratura (b); fratura iniciada a partir da zona termicamente afetada 
e um cordão de solda – seta (c). 
 
 
((aa)) ((bb )) 
 
FFiigguurraa 44..1155 -- OOuuttrroo eexxeemmpplloo ddee ffrraatt uurraa ccoomm pprreesseennççaa ddee ““mmaarrccaass ddee ss aarrggeennttoo ”” ((aa)) ;; 
ddeettaallhhee ii nnddiiccaannddoo aa rreeggii ããoo ddee iinníícciioo ddaa ffrraatt uurraa ((bb)).. 
Figura 4.15 - (c). 
4.2.1.3 - Presença de entalhe superficial
 ZR ZF
Entalhe Zona de fratura
final
FFiigguurraa 44..1166 -- RReepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddaass ddiiffeerreenntteess zzoonnaass ddee ffrraattuurraa ddee CCPP
ccoomm eennttaallhhee;; ZZFF –– zzoonnaa ffiibbrroossaa;; ZZRR –– zzoonnaa rraaddiiaall;; ZZCC –– zzoonnaa cciissaallhhaannttee;; aass sseettaass
eemm nneeggrriittoo iinnddiiccaamm aa ddiirreeççããoo ddee pprrooppaaggaaççããoo ddaa ttrriinnccaa..
Espessura
Entalhe
ZF ZC
ZR
Origem da trincaEspessura ZF
ZR
 Origem da trinca ZC
((aa))
((bb))
FFiigguurraa 44..1177 -- RReepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddee CCPPss rreettaanngguullaarreess ccoomm aass 33 zzoonnaass ccaarraacctteerrííssttiiccaass;; ((aa)) CCPP ccoomm eennttaallhhee;;
((bb)) ccaarrrreeggaammeennttoo llaatteerraall;; ZZFF –– zzoonnaa ffiibbrroossaa;; ZZRR –– zzoonnaa rraaddiiaall;; ZZCC –– zzoonnaa cciissaallhhaannttee;; aass sseettaass eemm nneeggrriittoo iinnddiiccaamm aa
ddiirreeççããoo ddee pprrooppaaggaaççããoo ddaa ttrriinnccaa..
((aa)) ((bb))
FFiigguurraa 44..1188 -- SSuuppeerrffíícciieess ddee ffrraattuurraa ddee CCPPss ccoomm eennttaallhheess,, eennssaaiiaaddooss eemm ttrraaççããoo;; aaççoo AAIISSII 44334400 ttrraattaaddoo tteerrmmiiccaammeennttee ((HHRRcc == 2277));;
((aa)) tteemmppeerraattuurraa ddee eennssaaiioo:: --4400
oo
CC ((pprreeddoommiinnâânncciiaa ddee ZZFF));; ((bb)) tteemmppeerraattuurraa ddee eennssaaiioo:: --112200 
oo
CC ((ZZFF aa ppaarrttiirr ddoo eennttaallhhee ee ZZRR))..
FFiigguurraa 44..1199 -- IIddeemm àà FFiigguurraa 44..1188,, mmaass tteemmppeerraattuurraa ddee eennssaaiioo:: –– 115555 
oo
CC ((nnoottaa--ssee uummaa ppeeqquueennaa
rreeggiiããoo ddee ZZFF aa ppaarrttiirr ddoo eennttaallhhee ee pprreeddoommiinnâânncciiaa ddee ZZRR nnaa ssuuppeerrffíícciiee ddee ffrraattuurraa))..
((aa))
 ZR
ZF
ZC
 Entalhe ZR
 ZF Entalhe
((bb))
FFiigguurraa 44..2200 -- MMuuddaannççaa nnoo aassppeeccttoo ddaa ffrraattuurraa eemm ffuunnççããoo ddaa vvaarriiaaççããoo ddoo rraaiioo ddee ccoonnccoorrddâânncciiaa ddooss eennttaallhheess;; aaççoo AAIISSII 44334400;; eennssaaiioo
ddeettrraaççããoo ((–– 4400
oo
CC));; ((aa)) rraaiioo ddee 00,,11 ppoolleeggaaddaass;; ((bb)) rraaiioo ddee 00,,0011 ppoolleeggaaddaass;; ZZFF –– zzoonnaa ffiibbrroossaa;; ZZRR –– zzoonnaa rraaddiiaall;; ZZCC –– zzoonnaa cciissaallhhaannttee..
4.2.1.4 - Solicitação externa
 Origem da trinca e ZF
 ZC
 ZR
 ZC
 “Marcas de sargento”
FFiigguurraa 44..2211 -- FFrraattuurraa eemm uumm vvaazzoo ddee pprreessssããoo ddee uumm aaççoo AAIISSII 44334400;; nnoottaa--ssee aa oorriiggeemm
ddaa ZZFF nnaa ssuuppeerrffíícciiee ddoo mmaatteerriiaall..
Origem do trincamento
4.3 - Principais Tipos de Fratura
TTaabbeellaa 44..11 -- MMaatteerriiaaiiss ccoomm ddiiffeerreenntteess ggrraauuss ddee ffrraaggiilliiddaaddee..
TTiippoo PPrriinncciippaaiiss FFaattoorreess MMaatteerriiaaiiss
FFrráággiill RRuuppttuurraa ddee lliiggaaççõõeess EEssttrruuttuurraass ddoo ttiippoo:: ddiiaammaannttee,, ZZnnSS,,
ssiilliiccaattooss,, aalluummiinnaa,, mmiiccaa,, ccaarrbboonneettooss,,
nniittrreettooss
SSeemmiiffrráággiill RRuuppttuurraa ddee lliiggaaççõõeess ee
mmoobbiilliiddaaddee ddee ddiissccoorrddâânncciiaass
EEssttrruuttuurraass ddoo ttiippoo:: ccrriissttaaiiss iiôônniiccooss ((NNaaCCll)),,
mmeettaaiiss HHCC ((ZZnn,, MMgg,, eettcc..)),, mmaaiioorriiaa ddooss
mmeettaaiiss CCCCCC,, ppoollíímmeerrooss vvííttrreeooss
DDúúccttiill MMoobbiilliiddaaddee ddee ddiissccoorrddâânncciiaass MMeettaaiiss CCFFCC ((AAll,, CCuu,, AAuu,, AAgg,, PPtt,, PPbb,, eettcc..)),,
ppoollíímmeerrooss nnããoo--vvííttrreeooss,, aallgguunnss mmeettaaiiss CCCCCC
4.3.1 - Fratura Dúctil
Para o desenvolvimento da fratura dúctil, comumente, são observados os seguintes estágios:
 Crescimento de vazios ao redor da partícula através de deformação plástica e tensão
hidrostática;
 Formação de uma superfície livre através de uma inclusão ou partícula de segunda-fase,
 ou por decoesão interfacial ou por trincamento da partícula;
 Coalescência entre vazios adjacentes.
Tensão
(Engenharia)
Empescoçamento (estricção)
Materiais
(Engenharia)
Materiais
puros
Materiais
puros
Materiais
(Engenharia)
Deformação (Engenharia)
FFiigguurraa 44..2222 -- RReepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddee ccuurrvvaass tteennssããoo vveerrssuuss ddeeffoorrmmaaççããoo ddee eennssaaiiooss ddee ttrraaççããoo ppaarraa mmaatteerriiaaiiss ppuurrooss ee
mmaatteerriiaaiiss eemmpprreeggaaddooss uussuuaallmmeennttee eemm EEnnggeennhhaarriiaa..
Barreira
 Microtrinca
 Plano de
 deslizamento
FFiigguurraa 44..2233 -- RReepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddee eemmppiillhhaammeennttoo ddee ddiissccoorrddâânncciiaass
eemm uummaa bbaarrrreeiirraa,, pprroommoovveennddoo aa ffoorrmmaaççããoo ddee uummaa mmiiccrroottrriinnccaa..
Fibrosa
 Cisalhante
((aa))
((cc))
 ((bb))
 ((bb11)) ((bb22))
FFiigguurraa 44..2244 -- DDeeffoorrmmaaççããoo pplláássttiiccaa llooccaalliizzaaddaa ddee uumm mmaatteerriiaall ccoomm ccoommppoorrttaammeennttoo ddúúccttiill;; ((aa)) rreepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa;; ((bb)) CCPPss
eennssaaiiaaddoo eemm ttrraaççããoo –– eennssaaiiooss iinntteerrrroommppiiddooss;; ((cc)) ttuubboo ddee aaççoo iinnooxxiiddáávveell ffeerrrrííttiiccoo AAIISSII 440099 ffrraattuurraaddoo eemm ttrraaççããoo..
Fratura dúctil (taça-cone) em alumínio; temperatura ambiente.
 Aspectos macroscópicos:
 zona fibrosa: início e propagação estável da trinca;
 zona de cisalhamento a 45o: formada em conseqüência do alívio de triaxialidade de tensões.
 Aspectos microscópicos:
 grande mobilidade de discordâncias - flexibilidade de deslizamento;
 criação de microcavidades, a partir da quebra de inclusões ou decoesão interfacial partícula-matriz;
 quando a capacidade para encruamento é exaurida, o empescoçamento inicia-se, e as tensões triaxiais
 resultantes causam a extensão lateral das microcavidades, ocorrendo o coalescimento e a formação de
 uma trinca central.
 Fractografia:
 superfície com cavidades hemisféricas ou parabólicas, conhecidas como dimples;
 tipos de ruptura: normal, por cisalhamento, por rasgamento;
 fratura tipo: “taça-cone” ou “copo-cone”;
 fratura tipo: “aresta de faca”.
4.3.1.1 - Nucleação de vazios
4.3.1.2 - Crescimento de vazios e coalescimento
 ((aa)) ((bb))
FFiigguurraa 44..2255 -- ((aa)) MMiiccrrooffrraaccttooggrraaffiiaa ddee uumm aaççoo bbaaiixxoo--ccaarrbboonnoo mmoossttrraannddoo ooss ddiimmpplleess;; ((bb)) ddeettaallhhee ddee uumm ddiimmppllee,, ccoomm
pprreesseennççaa ddee iinncclluussããoo eessfféérriiccaa;; MMEEVV..
FFiigguurraa 44..2266 -- RReepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddee nnuucclleeaaççããoo,, ccrreesscciimmeennttoo ee ccooaalleessccêênncciiaa
ddee vvaazziiooss eemm mmeettaaiiss ddúúcctteeiiss..
FFiigguurraa 44..2277 -- RReepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddee ccoommoo ooss ddiimmpplleess ssee aapprreesseennttaamm eemm ffuunnççããoo
ddoo ttiippoo ddee ccaarrrreeggaammeennttoo..
Tensão
trativa
uniaxial
Cisalhamento
Rasgamento
 ((aa)) ((bb))
FFiigguurraa 44..2288 -- RReepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddee mmeeccaanniissmmooss ddee ccooaalleesscciimmeennttoo ddee mmiiccrrooccaavviiddaaddeess ((rruuppttuurraa
nnoorrmmaall;; rruuppttuurraa ppoorr cciissaallhhaammeennttoo;; rruuppttuurraa ppoorr rraassggaammeennttoo))..
FFiigguurraa 44..2299 -- MMiiccrrooffrraaccttooggrraaffiiaa ddee uummaa rreeggiiããoo ddee uumm aaççoo AAIISSII 11004400,, ddeessttaaccaannddoo ooss ddiimmpplleess ppoorr
cciissaallhhaammeennttoo,, eemm ddiiffeerreenntteess aauummeennttooss;; MMEEVV..
Figura - Microfractografia dúctil: (a) microcavidades esféricas, características de uma fratura resultante por uma carga de 
tração; (b) microcavidades com formato parabólico, características de uma fratura resultante de uma carga de 
cisalhamento. 
 ((aa)) ((bb))
 
 ((cc)) ((dd))
FFiigguurraa 3300 -- ((aa)) PPeeqquueennaass ee ggrraannddeess iinncclluussõõeess ddee ssuullffeettooss eemm ddiimmpplleess ddee uummaa ffrraattuurraa ddúúccttiill;; MMEEVV -- 55000000 XX;; ((bb)) ddiimmpplleess aalloonnggaaddooss eemm
uummaa ssuuppeerrffíícciiee ddee ffrraattuurraa ddee uumm aaççoo AAIISSII 44114400 tteemmppeerraaddoo ee rreevveenniiddoo;; MMEETT -- 1100000000 XX.. ((cc)) aaççoo iinnooxxiiddáávveell ffeerrrrííttiiccoo AAIISSII 443399;; MMEEVV --
22000000XX ;; ((dd)) aaççoo ddoo ttiippoo AAIISSII 11551133;; MMEEVV -- 22000000XX..
 ((aa)) ((bb))
 
 ((cc)) ((dd))
FFiigguurraa 3300 -- ((aa)) PPeeqquueennaass ee ggrraannddeess iinncclluussõõeess ddee ssuullffeettooss eemm ddiimmpplleess ddee uummaa ffrraattuurraa ddúúccttiill;; MMEEVV -- 55000000 XX;; ((bb)) ddiimmpplleess aalloonnggaaddooss eemm
uummaa ssuuppeerrffíícciiee ddee ffrraattuurraa ddee uumm aaççoo AAIISSII 44114400 tteemmppeerraaddoo ee rreevveenniiddoo;; MMEETT -- 1100000000 XX.. ((cc)) aaççooiinnooxxiiddáávveell ffeerrrrííttiiccoo AAIISSII 443399;; MMEEVV --
22000000XX ;; ((dd)) aaççoo ddoo ttiippoo AAIISSII 11551133;; MMEEVV -- 22000000XX..
 ((aa)) ((bb))
 
 ((cc)) ((dd))
FFiigguurraa 3300 -- ((aa)) PPeeqquueennaass ee ggrraannddeess iinncclluussõõeess ddee ssuullffeettooss eemm ddiimmpplleess ddee uummaa ffrraattuurraa ddúúccttiill;; MMEEVV -- 55000000 XX;; ((bb)) ddiimmpplleess aalloonnggaaddooss eemm
uummaa ssuuppeerrffíícciiee ddee ffrraattuurraa ddee uumm aaççoo AAIISSII 44114400 tteemmppeerraaddoo ee rreevveenniiddoo;; MMEETT -- 1100000000 XX.. ((cc)) aaççoo iinnooxxiiddáávveell ffeerrrrííttiiccoo AAIISSII 443399;; MMEEVV --
22000000XX ;; ((dd)) aaççoo ddoo ttiippoo AAIISSII 11551133;; MMEEVV -- 22000000XX..
Figura 4.30 -
4.3.1.3 - Crescimento de trinca em um material dúctil
(c) Coalescência de vazios com
a ponta da trinca
(b) Crescimento de vazios
na ponta da trinca
(a) Estado inicial
 
 
FFiigguurraa 44..3322 -- RReepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddoo mmeeccaanniissmmoo ddee ccrreesscciimmeennttoo ddee ttrriinnccaa ppaarraa uummaa ffrraattuurraa ddúúccttiill.. 
Zona
cisalhante
 
 ((aa)) ((bb)) 
FFiigguurraa 44..3311 -- ((aa)) RReepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddee ccoommoo ooccoorrrree ddee ffrraattuurraa ddee uumm mmaatteerriiaall ccoomm aa eevvoolluuççããoo ddoo 
ttrriinnccaammeennttoo;; ((bb)) ccoorrppoo--ddee--pprroovvaa ddee uumm aaççoo ppaattiinnáávveell ddoo ttiippoo SSAACC 5500 eennssaaiiaaddoo eemm tteennaacciiddaaddee àà ffrraattuurraa.. 
((aa))
Plano de deformação
plástica máxima
((bb))
FFiigguurraa 44..3333-- RReepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddoo mmooddeelloo ddee ccrreesscciimmeennttoo ddee ttrriinnccaa eemm zziigg--zzaagg ((4455
oo
)) ppaarraa uumm mmaatteerriiaall ddúúccttiill..
FFiigguurraa 44..3344 -- FFoottoommiiccrrooffrraaccttooggrraaffiiaa óóttiiccaa ddee uumm aaççoo ddee aallttaa rreessiissttêênncciiaa ee bbaaiixxaa lliiggaa ((AA 771100));; sseemm aattaaqquuee;; nnoottaa--ssee aa
eevvoolluuççããoo ddaa ttrriinnccaa..
Bandas de
deslizamento Obstáculos
FFiigguurraa 44..3355 -- RReepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddaa nnuucclleeaaççããoo ddee ccaavviiddaaddeess aa ppaarrttiirr ddee uummaa ppaarrttííccuullaa ddee sseegguunnddaa--ffaassee;;
((aa)) rruuppttuurraa ddee ppaarrttííccuullaa;; ((bb)) ddeeccooeessããoo ppaarrttííccuullaa--mmaattrriizz..
A
u
m
e
n
t
o
d
a
t
e
n
s
ã
o
Nucleação de vazios
devido a ruptura
(clivagem) de partículas
Ligação da trinca com
vazios e surgimento de
outros vazios entre
partícula e matriz
Evolução da trinca onde esta
percorre as regiões de menor
energia; ruptura de partículas
e decoesão partícula-matriz
FFiigguurraa 44..3366 -- MMooddeelloo ddee pprrooppaaggaaççããoo ddee ttrriinnccaa ppoorr rruuppttuurraa ddee ppaarrttííccuullaa ee ddeeccooeessããoo ccoomm aa mmaattrriizz..
Cunha
 Cunha
Hélice
Hélice
Hélice
 Cunha
 Cunha
Hélice
Geração de laços ao redor da partícula
Cavidade para
nucleação de
vazio
 Partícula
Empilhamento de anéis (Loops) Interface partícula/matriz e
nucleação de vazio
Situação real:
muitos empilhamentos
Crescimento de vazio
FFiigguurraa 44..3377 -- MMooddeelloo ddee BBrrooeekk ppaarraa nnuucclleeaaççããoo ee ccrreesscciimmeennttoo ddee vvaazziiooss;; nnoottaa qquuee eemm ((aa)) aass
ccoommppoonneenntteess eemm ccuunnhhaa ee eemm hhéélliiccee ssããoo ddee ssiinnaaiiss ooppoossttooss..
(a) (b)
(c) (d)
Figura 4.38 - Microfractografias onde pode ser visto: (a) dimples; (b) carbonetos fraturados (seta) em uma superliga de 
Inconel 718; (c) e (d) dimples em aços (notam-se partículas de segunda-fase). 
FFiigguurraa 44..3399 -- RReepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddee uummaa ffrraattuurraa ddoo ttiippoo ““ttaaççaa--ccoonnee””..
Figura 4.40 - (a) CP de um aço AISI 8620 ensaiado em tração; (b) fratura de um aço AISI 1035; 
(c) macro e microfractografia de um aço AISI 1008 ensaiado em tração; notam-se dimples equiaxiais (região central) e 
dimples alongados (zona cisalhamente).
(a)
(b)
(c)
FFiigguurraa 44..4411 -- RReepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddee eettaappaass qquuee lleevvaamm aa ffoorrmmaaççããoo ddee uummaa ffrraattuurraa ddoo ttiippoo ““ttaaççaa--ccoonnee””..
FFiigguurraa 44..4422 -- SSeeqqüüêênncciiaa ddee eettaappaass nnaa pprrooppaaggaaççããoo ddaa ffrraattuurraa ddúúccttiill aattrraavvééss ddee nnuucclleeaaççããoo,, ccrreesscciimmeennttoo ee ccooaalleessccêênncciiaa ddee vvaazziiooss..
FFiigguurraa 44..4433 -- OObbsseerrvvaaççããoo ddee pprrooppaaggaaççããoo ddee uummaa ttrriinnccaa ccoorrrreessppoonnddeennttee aa uummaa ffrraattuurraa ddúúccttiill dduurraannttee oo eennssaaiioo ddee ttrraaççããoo ((MMEETT))..
4.3.2 - Fratura Semifrágil
É o tipo de fratura com características intermediárias entre dúctil e frágil.
 Aspectos macroscópicos:
 zona fibrosa
 zona radial
 zona de cisalhamento
 Aspectos microscópicos:
 ruptura de ligações e mobilidade de discordâncias;
 clivagem numa escala bem pequena e em planos não bem definidos.
 Fractografia: características intermediárias entre as fraturas dúctil e frágil.
 Exemplos: cristais iônicos, metais HC, maioria dos metais CCC, polímeros vítreos, etc.
4.3.3 - Fratura Frágil
 Aspectos macroscópicos:
 zona radial: início e propagação instável da trinca
 zona de cisalhamento a 45o
 Aspectos microscópicos:
 ruptura de ligações - clivagem -, sem deformação plástica macroscópica;
 ocorre por uma separação direta ao longo dos planos cristalográficos específicos, por um simples
arrancamento de ligações atômicas.
FFiigguurraa 44..4444 -- MMaaccrrooffrraaccttooggrraaffiiaa ddee uumm aaççoo SSAAEE 11005500 ccoomm ffrraattuurraa ffrráággiill;; ccaarrrreeggaammeennttoo:: iimmppaaccttoo..
Macrofractografia frágil de um componente.
 Fractografia:
 facetas de clivagem: numerosos platôs, normalmente mostrando um alto grau de perfeição geométrica
 e refletividade;
 “marcas de rios” (river patterns): resultantes do crescimento de trincas simultaneamente em dois ou
mais planos cristalográficos paralelos, juntando-se e formando-se degraus;
 “linguas de clivagem” (tongues): formadas quando a trinca propaga-se, por uma distância
relativamente curta, ao longo de um plano principal de clivagem (interface macla-matriz);
 fratura transgranular: a trinca propaga-se pelo interior de cada grão;
 fratura intergranular: fratura de baixa energia, com a trinca percorrendo os contornos de grão do
material, principalmente devido a presença de partículas de segunda-fase nos contornos de grão.
4.3.3.1 - Clivagem
FFiigguurraa 44..4455 -- RReepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddaa pprrooppaaggaaççããoo ddee uummaa cclliivvaaggeemm ttrraannssggrraannuullaarr..
 
 
 Discordância em hélice 
Plano da trinca 
 Degrau 
Direção de propagação 
 
 
 Contorno de grãos 
(mudança de orientação) 
 
 “Marcas de rio” 
 
FFiigguurraa 44..4466 -- RReepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddee ffoorrmmaaççããoo ddee ddeeggrraauuss eemm cclliivvaaggeemm.. 
4.3.3.2 - Mecanismo de iniciação da clivagem
 Distância
MicrotrincaFFiigguurraa 44..4477 -- IInniicciiaaççããoo ddaa cclliivvaaggeemm eemm uummaa mmiiccrroottrriinnccaa qquuee éé ffoorrmmaaddaa eemm uummaa ppaarrttííccuullaa ddee sseegguunnddaa--ffaassee àà
ffrreennttee ddee uummaa ttrriinnccaa mmaaccrroossccóóppiiccaa..
 Tensão
Distância
FFiigguurraa 44..4488 -- EExxeemmppllooss ddee ttrriinnccaass ppoorr cclliivvaaggeemm qquuee nnããoo eevvoolluuíírraamm..
FFiigguurraa 44..4499 -- TTrriinnccaass ppoorr cclliivvaaggeemm ppaarraaddaass àà ffrreennttee ddee uummaa ttrriinnccaa mmaaccrroossccóóppiiccaa eemm uumm aaççoo
eessffeerrooiiddiizzaaddoo -- ttiippoo AAIISSII 11000088..
Figura 4.50 - Microfractografias de fraturas por clivagem: (a) aço carbono; (b) e (c) aço inoxidável ferrítico AISI 409 
soldado com metal de adição de aços inoxidáveis austeníticos: AISI 308 e AISI 309, respectivamente; (d) aço inoxidável 
ferrítico AISI 444 soldado com metal de adição do tipo AISI 316LSi. 
(a) (b)
(c) (d)
Figura 4.50 – Continuação: (d) aço inoxidável ferrítico AISI 444 soldado com metal de adição do tipo AISI 316LSi. 
(e)
(a)
Figura extra – Aço elétrico (ao silício) soldado com aço inox. AISI 308LSi – região da ZF. 
Inclinação de planos
Torção de planos
Planos de clivagem
Direção
da fratura
Contorno de grão
ou de subgrão
Marcas características:
“sargento”
Planos de clivagem
Contorno de grão ou
de subgrãoDegraus de clivagem
que formam as “marcas de rios”
Direção
 da fratura
FFiigguurraa 44..5522 -- RReepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddee ffrraattuurraa ffrráággiill ccoomm ““mmaarrccaass ddee rriioo””..
 
 
 
Figura 4.51 - “Marcas de rios” em superfícies de fratura frágil indicando os pontos de origem de trincas; (a) representação 
esquemática; (b) fratura frágil de um CP ensaiado sob impacto. 
(a)
(b)
((aa)) ((bb))
 ((cc))
FFiigguurraa 44..5555 -- MMoorrffoollooggiiaass ddee ffrraattuurraa ffrráággiill iinnddiiccaannddoo ooss ppoonnttooss ddee oorriiggeemm ddoo ttrriinnccaammeennttoo ee pprreesseennççaa
mmaarrccaannttee ddaa zzoonnaa rraaddiiaall..
(a) (b)
 
 ((aa)) ((bb))
FFiigguurraa 44..5566 -- FFrraattuurraa ffrráággiill ddee ssuuppoorrttee ddee ccaaddiinnhhoo;; iinníícciioo ddee ttrriinnccaa aa ppaarrttiirr ddee ccoorrddããoo ddee ssoollddaa ((sseettaa));; ((aa)) eessttaaddoo ddee eennttrreeggaa;;
((bb)) ddeettaallhhee ddaa ffrraattuurraa aappóóss lliimmppeezzaa qquuíímmiiccaa..
((aa))
da fraturaOrigem
Fratura
frágil
Direção
da fratura
Direção
da fratura
Fratura
dúctil
Final da fratura
((bb)) ((cc))
Figura 4.57 - Representação esquemática de uma fratura frágil; (a) destaque da origem do trincamento;
(b) idem, para um material cilíndrico; (c) aço empregado no setor ferroviário mostrando a aparência clássica de
marcas em V (chevrons).
((aa))
((bb)) ((cc))
FFiigguurraa 44..5588 -- MMiiccrrooffrraaccttooggrraaffiiaass ttííppiiccaass ddee ffrraattuurraa ppoorr cclliivvaaggeemm;; eennssaaiioo ddee iimmppaaccttoo CChhaarrppyy;; ((aa)) aaççoo AAIISSII 11004400,,
TT == 
__
119955 
oo
CC;; ((bb)) aaççoo iinnooxx.. 1177%%CCrr--11%%MMoo,, TT == 2255
oo
CC;; ((cc)) aaççoo iinnooxx.. 1177%%CCrr--11%%MMoo,, TT == 00
oo
CC..
((aa))
((bb)) ((cc))
FFiigguurraa 44..5588 -- MMiiccrrooffrraaccttooggrraaffiiaass ttííppiiccaass ddee ffrraattuurraa ppoorr cclliivvaaggeemm;; eennssaaiioo ddee iimmppaaccttoo CChhaarrppyy;; ((aa)) aaççoo AAIISSII 11004400,,
TT == 
__
119955 
oo
CC;; ((bb)) aaççoo iinnooxx.. 1177%%CCrr--11%%MMoo,, TT == 2255
oo
CC;; ((cc)) aaççoo iinnooxx.. 1177%%CCrr--11%%MMoo,, TT == 00
oo
CC..
Figura 4.58 - Continuação: (d) e (e) aço silicioso de grão orientado soldado com aço inox. AISI 308LSi. 
(d) (e)
4.3.3.3 - Fratura frágil de aços normalmente dúcteis (a transição de fratura dúctil-frágil)
Os fatores que devem estar presentes para causar fratura frágil nestes materiais são:
 Um concentrador de tensão. Este pode ser um defeito de solda, trinca de fadiga, uma
trinca por corrosão sob tensão, entalhe, vazio (bolha), etc;
 Uma tensão de tração também deve estar presente. Esta tensão deve ser de valor suficiente
 para promover deformação plástica na ponta do agente concentrador de tensão;
 A temperatura deve ser relativamente baixa para que o fenômeno ocorra.
((aa))
Zona
frágil
Zona de
transição
de fratura
Zona
dúctil
Energia
absorvida
na fratura
(tenacidade)
Zona
frágil
Fratura
frágil
(clivagem)
Fratura
semifrágil
Fratura dúctil
(zona fibrosa)
(zona cisalhante)
Temperatura
Energia
(Charpy)
 Dúctil
Aumento da
 taxa de
carregamento
Frágil
 Temperatura ((bb))
FFiigguurraa 44..5599 -- RReepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddoo eeffeeiittoo ddaa tteemmppeerraattuurraa nnaa tteennaacciiddaaddee ddee mmeettaaiiss qquuee eexxiibbeemm ttrraannssiiççããoo
ddúúccttiill--ffrráággiill ((aa));; eeffeeiittoo ddaa ttaaxxaa ddee ccaarrrreeggaammeennttoo ((bb))..
((aa))
Zona
frágil
Zona de
transição
de fratura
Zona
dúctil
Energia
absorvida
na fratura
(tenacidade)
Zona
frágil
Fratura
frágil
(clivagem)
Fratura
semifrágil
Fratura dúctil
(zona fibrosa)
(zona cisalhante)
Temperatura
Energia
(Charpy)
 Dúctil
Aumento da
 taxa de
carregamento
Frágil
 Temperatura ((bb))
FFiigguurraa 44..5599 -- RReepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddoo eeffeeiittoo ddaa tteemmppeerraattuurraa nnaa tteennaacciiddaaddee ddee mmeettaaiiss qquuee eexxiibbeemm ttrraannssiiççããoo
ddúúccttiill--ffrráággiill ((aa));; eeffeeiittoo ddaa ttaaxxaa ddee ccaarrrreeggaammeennttoo ((bb))..
((aa))
Zona
frágil
Zona de
transição
de fratura
Zona
dúctil
Energia
absorvida
na fratura
(tenacidade)
Zona
frágil
Fratura
frágil
(clivagem)
Fratura
semifrágil
Fratura dúctil
(zona fibrosa)
(zona cisalhante)
Temperatura
Energia
(Charpy)
 Dúctil
Aumento da
 taxa de
carregamento
Frágil
 Temperatura ((bb))
FFiigguurraa 44..5599 -- RReepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddoo eeffeeiittoo ddaa tteemmppeerraattuurraa nnaa tteennaacciiddaaddee ddee mmeettaaiiss qquuee eexxiibbeemm ttrraannssiiççããoo
ddúúccttiill--ffrráággiill ((aa));; eeffeeiittoo ddaa ttaaxxaa ddee ccaarrrreeggaammeennttoo ((bb))..
CP fraturado em ensaio de impacto Charpy; fratura dúctil; aço baixo carbono; temperatura ambiente (20ºC). 
CP fraturado em ensaio de impacto Charpy; fratura frágil; latão; -60ºC. 
Ensaiado a –196
o
C Ensaiado a –120
o
C Ensaiado a –80
o
C Ensaiado a 40
o
C
((aa))
Energia de
impacto, J
% Fratura
fibrosa
Energia absorvida
Fratura
fibrosa
Temperatura de ensaio, 
o
F
 Temperatura de ensaio, 
o
C
((cc))
FFiigguurraa 44..6611 -- EEnnssaaiiooss ddee iimmppaaccttoo;; eenneerrggiiaa aabbssoorrvviiddaa vveerrssuuss tteemmppeerraattuurraa;; ssuuppeerrffíícciieess ddee
ffrraattuurraa..
FFiigguurraa 44..6611 -- EEnnssaaiiooss ddee iimmppaaccttoo;; eenneerrggiiaa aabbssoorrvviiddaa vveerrssuuss tteemmppeerraattuurraa;; ssuuppeerrffíícciieess ddee ffrraattuurraa..
(b)
FFiigguurraa 44..6622 -- IInnfflluuêênncciiaa ddaa tteemmppeerraattuurraa nnaa aappaarrêênncciiaa ddaass ssuuppeerrffíícciieess ddee ffrraattuurraa ddee uumm aaççoo ppaarraa iinnddúússttrriiaa nnaavvaall;; eennssaaiioo
ddee qquueeddaa ddee ppeessoo;; nnoottaamm--ssee mmaaiiss ccllaarraammeennttee aass ““mmaarrccaass ddee ssaarrggeennttoo”” nnaa tteemmppeerraattuurraa ddee eennssaaiioo ddee ––4455oo
CC ((––5500
oo
FF))..
((aa)) ((bb))
FFiigguurraa 44..6633 -- MMaaccrrooffrraaccttooggrraaffiiaass ddee CCPPss ddee aaççoo 33%%NNii--CCrr--MMoo,, tteemmppeerraaddoo;; TT == -- 7733 
oo
CC:: ((aa)) ccoomm pprréé--ttrriinnccaa ddee
ffaaddiiggaa aa ppaarrttiirr ddee eennttaallhhee,, eennssaaiiaaddoo eemm ddoobbrraammeennttoo;; HHRRcc == 4422;; zzoonnaa ffiibbrroossaa aa ppaarrttiirr ddoo eennttaallhhee,, zzoonnaa rraaddiiaall ee
zzoonnaa cciissaallhhaannttee;; ((bb)) ttrriinnccaa aa ppaarrttiirr ddee eennttaallhhee aagguuddoo;; HHRRcc == 5522,,55;; zzoonnaa rraaddiiaall ee zzoonnaa cciissaallhhaannttee..
 ((aa)) ((bb))
FFiigguurraa 44..6644 -- MMaaccrroo ee mmiiccrrooffrraaccttooggrraaffiiaass ddee CCPPss eennssaaiiaaddooss eemm iimmppaaccttoo,, CChhaarrppyy;; aaççoo eennvveellhheecciiddoo ((22hh));; ((aa)) TT == 775500 
oo
CC,,
rreessffrriiaammeennttoo aaoo aarr;; aassppeeccttoo ddúúccttiill;; pprreesseennççaa ddee ddiimmpplleess;; ((bb)) TT == 885500 
oo
CC,, rreessffrriiaammeennttoo aaoo aarr;; aassppeeccttoo ffrráággiill;; ffaacceettaass ddee cclliivvaaggeemm..
(a)
 
(b)
(c1)
(c2)
Figura 4.65 - (a) Microfractografias de um aço com comportamento semifrágil; 
presença de dimples e facetas de clivagem; (b)microfractografia de um CP de 
impacto Charpy de um aço inoxidável AISI 409 soldado; (c) microfractografias de 
um CP utilizado para medir a resistência em fratura por carregamento em impacto 
(Charpy); nota-se a intensa presença de agregados de sulfetos de manganês tipo II 
(setas) na estrutura que apresenta uma superfície de fratura frágil. 
44..33..44 -- FFrraattuurraa IInntteerrggrraannuullaarr
Variedade de situações que podem levar ao trincamento em contornos de grão, incluindo:
 Precipitação de uma fase frágil em contornos de grão;
 Fragilização pelo hidrogênio e por metais líquidos;
 Trincamento induzido pelo meio corrosivo;
 Corrosão intergranular;
 Cavitação em contornos de grão e trincamento em “altas” temperaturas.
Figura 4.66 - (a) Representação esquemática de uma fratura intergranular; (b) fratura intergranular em um aço inoxidável AISI 409. 
(a)
(b)
 ((aa)) ((bb))
((cc))
FFiigguurraa 44..6677 -- ((aa)) MMiiccrrooffrraaccttooggrraaffiiaa ddee uumm ffeerrrroo AArrmmccoo ((oobbttiiddoo eelleettrroolliittiiccaammeennttee)) rroommppiiddoo ppoorr iimmppaaccttoo,, CChhaarrppyy,, nnaa tteemmppeerraattuurraa
aammbbiieennttee;; pprreesseennççaa ddee ttrriinnccaass sseeccuunnddáárriiaass nnooss ccoonnttoorrnnooss ddee ggrrããoo;; ((bb)) aauummeennttoo mmaaiioorr,, ddeessttaaccaannddoo aass ttrriinnccaass iinntteerrggrraannuullaarreess;; ((cc)) oouuttrraa
rreeggiiããoo ddoo CCPP,, mmoossttrraannddoo ffaacceettaass ee ppeeqquueennaass ““mmaarrccaass ddee rriioo”” ((sseettaa))..
 ((aa)) ((bb))
((cc))
FFiigguurraa 44..6677 -- ((aa)) MMiiccrrooffrraaccttooggrraaffiiaa ddee uumm ffeerrrroo AArrmmccoo ((oobbttiiddoo eelleettrroolliittiiccaammeennttee)) rroommppiiddoo ppoorr iimmppaaccttoo,, CChhaarrppyy,, nnaa tteemmppeerraattuurraa
aammbbiieennttee;; pprreesseennççaa ddee ttrriinnccaass sseeccuunnddáárriiaass nnooss ccoonnttoorrnnooss ddee ggrrããoo;; ((bb)) aauummeennttoo mmaaiioorr,, ddeessttaaccaannddoo aass ttrriinnccaass iinntteerrggrraannuullaarreess;; ((cc)) oouuttrraa
rreeggiiããoo ddoo CCPP,, mmoossttrraannddoo ffaacceettaass ee ppeeqquueennaass ““mmaarrccaass ddee rriioo”” ((sseettaa))..
 ((aa)) ((bb))
((cc))
FFiigguurraa 44..6677 -- ((aa)) MMiiccrrooffrraaccttooggrraaffiiaa ddee uumm ffeerrrroo AArrmmccoo ((oobbttiiddoo eelleettrroolliittiiccaammeennttee)) rroommppiiddoo ppoorr iimmppaaccttoo,, CChhaarrppyy,, nnaa tteemmppeerraattuurraa
aammbbiieennttee;; pprreesseennççaa ddee ttrriinnccaass sseeccuunnddáárriiaass nnooss ccoonnttoorrnnooss ddee ggrrããoo;; ((bb)) aauummeennttoo mmaaiioorr,, ddeessttaaccaannddoo aass ttrriinnccaass iinntteerrggrraannuullaarreess;; ((cc)) oouuttrraa
rreeggiiããoo ddoo CCPP,, mmoossttrraannddoo ffaacceettaass ee ppeeqquueennaass ““mmaarrccaass ddee rriioo”” ((sseettaa))..
((aa)) FFrraattuurraa ddúúccttiill ((bb)) FFrraattuurraa FFrráággiill ((cc)) FFrraattuurraa IInntteerrggrraannuullaarr
FFiigguurraa 44..6688 -- RReepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddee mmeeccaanniissmmooss ddee ffrraattuurraass:: ((aa)) ddúúccttiill,, ((bb)) ppoorr ffrráággiill ((cclliivvaaggeemm)),,
((cc)) iinntteerrggrraannuullaarr..
((aa)) FFrraattuurraa ddúúccttiill ((bb)) FFrraattuurraa FFrráággiill ((cc)) FFrraattuurraa IInntteerrggrraannuullaarr
((aa)) FFrraattuurraa ddúúccttiill ((bb)) FFrraattuurraa FFrráággiill ((cc)) FFrraattuurraa IInntteerrggrraannuullaarr