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


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FFiigguurraa 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 \u2013 Continuação: (d) aço inoxidável ferrítico AISI 444 soldado com metal de adição do tipo AISI 316LSi. 
(e)
(a)
Figura extra \u2013 Aço elétrico (ao silício) soldado com aço inox. AISI 308LSi \u2013 região da ZF. 
Inclinação de planos
Torção de planos
Planos de clivagem
Direção
da fratura
Contorno de grão
ou de subgrão
Marcas características:
\u201csargento\u201d
Planos de clivagem
Contorno de grão ou
de subgrãoDegraus de clivagem
que formam as \u201cmarcas de rios\u201d
Direção
 da fratura
FFiigguurraa 44..5522 -- RReepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddee ffrraattuurraa ffrráággiill ccoomm \u201c\u201cmmaarrccaass ddee rriioo\u201d\u201d..
 
 
 
Figura 4.51 - \u201cMarcas de rios\u201d 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,,
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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 \u2013196
o
C Ensaiado a \u2013120
o
C Ensaiado a \u201380
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 \u201c\u201cmmaarrccaass ddee ssaarrggeennttoo\u201d\u201d nnaa tteemmppeerraattuurraa ddee eennssaaiioo ddee \u2013\u20134455