Análise de Falhas -  Cap. IV-1
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Análise de Falhas - Cap. IV-1


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ttrraaççããoo ((\u2013\u2013 4400
oo
CC));; ((aa)) rraaiioo ddee 00,,11 ppoolleeggaaddaass;; ((bb)) rraaiioo ddee 00,,0011 ppoolleeggaaddaass;; ZZFF \u2013\u2013 zzoonnaa ffiibbrroossaa;; ZZRR \u2013\u2013 zzoonnaa rraaddiiaall;; ZZCC \u2013\u2013 zzoonnaa cciissaallhhaannttee..
4.2.1.4 - Solicitação externa
 Origem da trinca e ZF
 ZC
 ZR
 ZC
 \u201cMarcas de sargento\u201d
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 \u2013\u2013 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: \u201ctaça-cone\u201d ou \u201ccopo-cone\u201d;
 fratura tipo: \u201caresta de faca\u201d.
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)) aaççoo