Resumo norma ABNT NBR ISO 148 1,2021, ensaio de impacto Charpy

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<p>Resumo: norma ABNT NBR ISO 148-1:2021 - ensaio de impacto Charpy</p><p>José Ailton Lima de Assis</p><p>A norma ABNT NBR ISO 148-1:2021 estabelece as diretrizes para a execução do ensaio de impacto por pêndulo Charpy, aplicado em materiais metálicos. A seguir, apresento um resumo detalhado das etapas e procedimentos descritos na norma, incluindo fórmulas, geometrias, dimensões, medidas, anexos e observações relevantes.</p><p>1. Escopo</p><p>A norma especifica o método para determinar a energia absorvida no ensaio de impacto Charpy, utilizando corpos de prova com entalhes em V ou U. Este método é aplicável para materiais metálicos e não cobre o ensaio de impacto instrumentado, que é tratado na ISO 14556.</p><p>2. Referências Normativas</p><p>A norma faz referência a documentos que definem padrões adicionais relevantes, como:</p><p>· ABNT NBR ISO 148-2: Verificação de máquinas de ensaios.</p><p>· ISO 286-1: Tolerâncias e ajustes para dimensões lineares.</p><p>3. Termos e Definições</p><p>Termos técnicos são definidos para padronizar a interpretação, como:</p><p>· Energia Potencial Inicial (Kp): Energia do martelo antes do impacto.</p><p>· Energia Absorvida (K): Energia necessária para romper o corpo de prova após correção do atrito.</p><p>4. Símbolos e Termos Abreviados</p><p>A norma lista símbolos e suas unidades, por exemplo:</p><p>· B: Espessura do corpo de prova (mm).</p><p>· L: Comprimento do corpo de prova (mm).</p><p>· KV2, KU2: Energia absorvida por corpos de prova com entalhe em V e U, usando cutelos de 2 mm.</p><p>5. Princípios do Ensaio</p><p>O ensaio consiste na fratura do corpo de prova com um golpe de pêndulo, onde a energia absorvida, expansão lateral e aparência da fratura são determinadas. Ensaios podem ser realizados em diferentes temperaturas e os resultados podem variar dependendo do tipo de corpo de prova e do raio do cutelo.</p><p>6. Corpos de Prova</p><p>· Geometria e Dimensões: O corpo de prova padrão tem 55 mm de comprimento, com seção quadrada de 10 mm de lado. Entalhes podem ser em V (ângulo de 45°, profundidade de 2 mm, raio de 0,25 mm) ou em U (profundidade de 5 mm, raio de 1 mm).</p><p>· Tolerâncias: A norma detalha as tolerâncias permitidas para cada dimensão do corpo de prova, como ±0,075 mm para largura e ±0,11 mm para espessura.</p><p>7. Equipamento de Ensaio</p><p>· Instalação e Verificação: A máquina deve ser instalada e verificada conforme ABNT NBR ISO 148-2.</p><p>· Cutelo: A geometria do cutelo deve ser especificada como de 2 mm ou 8 mm, sendo recomendada a anotação do raio como subscrito (e.g., KV2).</p><p>8. Procedimento de Ensaio</p><p>· Medição do Atrito: A energia absorvida pelo atrito é verificada diariamente, e procedimentos específicos são descritos para estimar as perdas.</p><p>· Temperatura: Os ensaios devem ser realizados a 23°C ± 5°C, ou a temperatura especificada.</p><p>· Transferência da Amostra: A transferência para a máquina deve ser rápida, não excedendo 5 segundos se a temperatura de ensaio for diferente da ambiente.</p><p>· Fratura Incompleta: Se a amostra não se fraturar completamente, essa condição deve ser registrada, principalmente em ensaios de pesquisa.</p><p>· Na norma ABNT NBR ISO 148-1:2021, diversas fórmulas são utilizadas para calcular a energia absorvida e as perdas por atrito durante o ensaio de impacto Charpy. Abaixo estão as fórmulas principais e a descrição de cada variável.</p><p>Fórmulas e Descrições</p><p>· 1. Cálculo da Perda de Energia Devida ao Atrito do Ponteiro</p><p>Quando a máquina é operada sem um corpo de prova, o atrito do ponteiro pode ser determinado pela fórmula:</p><p>p=M⋅(cosβ1−cosβ2)</p><p>ou</p><p>p=K1−K2</p><p>· p: Perda de energia devido ao atrito do ponteiro.</p><p>· M: Momento (produto da força F e da distância l2​, ou seja, M=F⋅l2​).</p><p>· β1​: Ângulo de subida, quando a máquina é operada normalmente sem um corpo de prova na posição.</p><p>· β2​: Ângulo de subida após um segundo ensaio sem zerar o ponteiro de indicação.</p><p>· K1​: Energia absorvida indicada na primeira medição, em joules (J) ou graus (°).</p><p>· K2​: Energia absorvida indicada na segunda medição, em joules (J) ou graus (°).</p><p>· 2. Cálculo da Perda de Energia Devida ao Atrito do Rolamento e Resistência do Ar</p><p>As perdas de energia por atrito do rolamento e resistência do ar são determinadas da seguinte forma:</p><p>p′= (1 /10) *M⋅(cosβ3−cosβ2)</p><p>ou</p><p>p′=1 /10(K3−K2)</p><p>· p′: Perda de energia devido ao atrito do rolamento e resistência do ar por meia oscilação.</p><p>· β3​: Ângulo de subida após a 11ª meia oscilação.</p><p>· K3​: Energia absorvida indicada após a 11ª meia oscilação.</p><p>3. Correção da Perda Total de Energia por Atrito</p><p>A perda total de energia devido ao atrito p+p′ é então corrigida com a seguinte fórmula:</p><p>β=arccos(1− (1/M) ⋅(Kp−KT))</p><p>· β: Ângulo corrigido para perda de energia.</p><p>· Kp​: Energia potencial inicial (energia potencial antes do impacto).</p><p>· KT​: Energia potencial após o impacto.</p><p>4. Perda de Energia Devido ao Atrito Total</p><p>Se o valor p+p′ for superior a 0,5% da energia nominal KNK_NKN​, a máquina precisa ser ajustada ou calibrada.</p><p>p+p′≤0,5%⋅KNp</p><p>· KN​: Energia potencial inicial nominal, atribuída pelo fabricante da máquina de ensaio.</p><p>· Energia potencial inicial nominal, conforme especificado pelo fabricante.</p><p>9. Relatório de Ensaio</p><p>O relatório deve incluir informações obrigatórias como a referência à norma, identificação do corpo de prova, temperatura de ensaio e energia absorvida. Informações opcionais podem incluir expansão lateral, aparência da fratura e curvas de energia/temperatura.</p><p>Anexos</p><p>· Anexo A: Descreve pinças de auto centralização para posicionamento dos corpos de prova.</p><p>· Anexo B: Discute a medição da expansão lateral como uma medida da resistência do material à fratura.</p><p>· Anexo C: Trata da aparência da fratura, com métodos para determinar a porcentagem de fratura por cisalhamento.</p><p>· Anexo D: Apresenta gráficos de energia absorvida versus temperatura e define temperaturas de transição.</p><p>· Anexo E: Fornece orientações sobre a determinação da incerteza de medição da energia absorvida.</p><p>Observações Importantes</p><p>· É crucial garantir que a geometria do entalhe seja precisa, sem marcas de usinagem que possam afetar o resultado.</p><p>· Para resultados comparáveis, os ensaios devem ser realizados com corpos de prova e condições consistentes.</p><p>· As medições do equipamento devem ser rastreadas a padrões nacionais ou internacionais.</p>