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Ensaio de Impacto
EM-641 
Transição Dúctil-Frágil
O Problema : fratura dos navios da série Liberty ancorados nos portos ou navegando:
⇒De 4.694 navios > 1.289 apresentaram fratura no casco (233 perda total, 19 partiram ao meio)
⇒Tanques de guerra – série T2
Baixas Temperaturas (geralmente no inverno)
Defeitos na soldagem (concentrador de tensões)
⇒ Principais fatores que contribuem para a fratura frágil em metais:
Baixa Temperatura
Alta Taxa de Deformação
Estado Triaxial de Tensões
ε
σ [MPa]
Dúctil
Frágil
↓ T
↑ ∆ε
↑ Triax. σ
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Ensaio de Impacto
DEFINIÇÃO:
Aplicação de cargas dinâmicas (alta taxa de deformação) em C.P. entalhado (concentração de 
tensões);
Transição dúctil-frágil do material em função da temperatura;
Energia absorvida pelo material até o rompimento;
Fornece dados quantitativos sobre as faixas de transição;
Sofre influência: T , estado de tensões e taxas ou velocidades de deformação;
Amplamente utilizado na indústria naval e bélica.
Realizado tanto em metais como em polímeros.
Maioria dos cerâmicos não suportam impacto
MÁQUINA DE ENSAIO:
Queda de um pêndulo ou martelete em um CP fixo.
Durante o ensaio registra-se a diferença entre
alturas Hq e hr (energia de impacto).
Tipos padrão de ensaios: Izod ou Charpy
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CPs Temp
1 - 90
2 - 70
3 - 50
4 - 30
5 - 10
6 10
7 30
8 50
9 70
Temperatura [ C]
Energia de Impacto [J]
o
Fratura DúctilFratura Frágil
(Baixas
Temperaturas)
Região de
Transição
CORPOS DE PROVAS e RESULTADOS DOS ENSAIOS:
Charpy: CP apoiado
EUA
Izod: CP engastado
Inglaterra
Normas: ASTM E 23 # Charpy # Izod Charpy: Entalhe em V
Entalhe em U
Entalhe cilíndrico
Izod: Entalhe em V
ABNT MB 1116 # Charpy Charpy: Entalhe em V e U
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Metais CFC : 
não apresentam temperatura de transição
altas energias absorvidas
Al (2xxx Al-Cu, 7xxx Al-Zn-Mg-Cu),
Cu, latão, Inox 300, Ouro, Ni
Metais CCC :
apresentam temperatura de transição
Fe e suas ligas
Metais com alta resistência:
não apresentam temperatura de transição (fratura frágil)
baixas energias absorvidas
aços ligas e ligas de Ti, Ni, Va
Manter os CP pelo menos:
5 min na T para meios líquidos
30 min na T para meios gasosos
Menor Energia = Maior fragilidade
Procedimento:
Pêndulo é liberado de uma altura Hq
Massa suficiente para fraturar o CP (M)
Mede-se a altura de rebote após a fratura (hr)
Energia abs. dada pela diferença de alturas
Ensaia-se CP em diferentes temperaturas
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Elementos de Cálculo :
Altura de queda:
Hq = S.( 1-cos β ) [m] 
Altura de rebote:
hr = S.( 1-cos α ) [m]
Fratura Frágil:
absorve pouca energia
baixa tenacidade
Fratura Dúctil:
absorve muita energia
alta tenacidade
Faixa de Transição:
fratura mista (dúctil e frágil)
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Informações que podem ser obtidas do ensaio de impacto:
- energia absorvida: medida diretamente pela máquina;
-contração lateral: quantidade de contração em cada lado do corpo-de-prova fraturado; 
-aparência da fratura: determinação da porcentagem de fratura frágil; métodos como:
- medida direta em função do aspecto da superfície;
- comparação com resultados de outros ensaios-padrão;
- fotografias da superfície e adequada interpretação.
Energia absorvida em função da
velocidade de impacto: 
Epotencial = Ecinética;
M.g.Hq = M.V2 / 2 :
Eimpacto = M.g.( Hq – hr ).
qH.g.2V =
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Critérios de Definição da Temperatura de Transição:
1. Transição da Fratura ( F T P )
- 100 % de fratura dúctil = 0 % fratura frágil
- Mínima T para a qual não ocorre clivagem
- Método mais conservador e seguro
2. Temperatura de Transição Baseada na Aparência da Fratura ( FA T T )
- 50 % da fratura por clivagem
- análise da superfície de fratura
3. Transição da Fratura Frágil ( N D T )
- 100 % de fratura frágil = 0 % fratura dúctil
- Método mais arriscado
Temperatura [ C]
Energia de Impacto [J]
o
Fratura DúctilFratura Frágil
(Baixas
Temperaturas)
Região de
Transição
NDT FATT FTP
100 % fratura dúctil
100 % fratura frágil
50 % fratura dúctil
50 % fratura frágil
4. Contração Lateral do CP
- % de deformação lateral
5. Valor arbitrário de Energia (J)
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Fatores que Influenciam na T transição :
- Dimensões do CP
( ↑ dimensões espessura ⇒
desloca a curva para a direita )
- Raio do entalhe e profundidade
( ↑ severidade do entalhe ⇒
desloca a curva para a esquerda )
- Tamanho de Grão
( ↑ grão ⇒ ↓ energia de impacto )
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- Fragilização por H2 
( ↑ H2 ⇒ fragilização )
- Fragilização do revenido (400-600 oC) :
fratura intergranular no CG austenita na
presença de impurezas (Na, P, Sn, Ar)
- Composição química (aços)
↑ % C = ↓ E
↑ % Mn = ↑ E
↑ % P = desloca curva p/ direita
↑ % Mo = idem ao C
↑ % Cr = não influencia
↑ % Al = benéfico (refinador de grão)
↑ % S = maléfico
normalização após lam. a quente = refino de grão = benéfico
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PROCEDIMENTO DE ENSAIO:
» Norma técnica ASTM E 23 - 94
» Fixação do c.p.
» Configuração geométrica e dimensões do entalhe
» Superfície isenta de defeitos
» Direção de laminação (ensaia-se em várias direções)
»Dados de relatório:
Identificação c.p. Direção de laminação
Tipo de ensaio Método de determinação de T de transição
Aspecto da fratura
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