AULA_Impacto-metalicos2012

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30/08/2013 
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 Sueila Silva Araújo 
FALHA Parte I - 
FRATURA E ENSAIOS 
ENSAIO DE IMPACTO 
 A capacidade de um determinado material de absorver energia do 
impacto está ligada à sua tenacidade, que por sua vez está 
relacionada com a sua resistência e ductilidade 
 O ensaio de resistência ao choque dá informações da capacidade 
do material absorver e dissipar essa energia. 
 Como resultado do ensaio de choque obtém-se a energia 
absorvida pelo material até sua fratura, caracterizando assim o 
comportamento dúctil-frágil. 
RESISTÊNCIA AO IMPACTO 
 
 O comportamento dúctil-
frágil dos materiais pode ser 
caracterizado por ensaios de 
impacto. A carga nesses ensaios é 
aplicada na forma de esforços por 
choque, sendo o impacto obtido por 
meio da queda de um martelete ou 
pêndulo, de uma altura 
determinada, sobre a peça 
ensaiada. 
ENSAIO DE IMPACTO 
 
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GRÁFICO DA TEMPERATURA DE TRANSIÇÃO A aparência da superfície da falha é um indicativo da natureza da fratura, e pode ser 
usada em determinações da temperatura de transição. 
• Fraturas dúcteis: superfície parece fibrosa ou opaca (ou de caráter de 
cisalhamento). 
•Superfícies totalmente frágeis possuem uma textura granular (brilhosa) (ou de 
caráter de clivagem). 
Ao longo da transição dúctil-frágil, existirão características de ambos os tipos. 
A transição dúctil-frágil está 
relacionada à dependência da 
absorção da energia de impacto 
medida em relação à 
temperatura. 
 
Sob temperaturas mais elevadas, 
a energia é relativamente grande, 
o que corresponde a um modo de 
fratura dúctil. 
 
À medida que a temperatura é 
reduzida, a energia de impacto cai 
repentinamente ao longo de uma 
faixa de temperaturas 
relativamente estreita, abaixo da 
qual a energia possui um valor 
constante, porém pequeno; isto é, 
o modo de fratura é frágil. 
 
 
 
 
 
 
 Generalização do comportamento dos 
materiais em função da temperatura no 
ensaio de impacto. Algumas exceções a 
esse comportamento genérico podem 
ocorrer. 
 Em materiais de estrutura CFC a 
energia absorvida no impacto 
mantém-se elevada, mesmo em 
baixas temperaturas; 
 
 Materiais de estrutura CCC 
geralmente apresentam uma 
transição no comportamento dúctil 
para o comportamento frágil com a 
diminuição da temperatura; 
 
 Materiais com limite de escoamento 
superior ao módulo de elasticidade 
dividido por 150 (aços de alta 
resistência) apresentam fratura 
frágil, mesmo em temperaturas 
relativamente elevadas. 
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 A filosofia de projeto que utiliza as curvas de temperatura de 
transição tem como intuito determinar uma temperatura acima da qual 
não ocorrerá fratura frágil para níveis de tensões elásticas. 
 
 A IMPORTÂNCIA DAS CURVAS DE 
TEMPERATURA DE TRANSIÇÃO 
FATORES QUE INFLUENCIAM A TEMPERATURA DE 
TRANSIÇÃO 
 
 O intervalo de transição é influenciado por certas características 
como: 
 
 Tratamento térmico ; 
 
 Tamanho de grãos; 
 
 Impurezas; 
 
 Processos de fabricação entre outros. 
 
 Os ensaios mais conhecidos são denominados Charpy e Izod, 
dependendo da configuração geométrica do entalhe e do modo de fixação 
do corpo de prova na máquina. 
 O principal emprego do ensaio Charpy na engenharia está na seleção de 
materiais resistentes à fratura frágil. 
 Apesar de simples e rápidos de serem executados, os testes exigem 
precisão tanto na aferição do equipamento, quanto na capacitação da mão 
de obra técnica, na confecção do corpo-de-prova, um dos maiores 
causadores de problemas e distorções nos resultados. 
ENSAIO DE IMPACTO 
 
 
PROCEDIMENTO PARA REALIZAÇÃO DO TESTE 
 DE IMPACTO TIPO CHARPY OU IZOD 
 
 Este teste consiste em colocar um corpo-de-prova, com entalhe em 
V, fixado na vertical (no caso do teste Izod) ou com entalhe em U ou V, 
fixado na horizontal (no caso do teste Charpy). Este corpo de prova é 
golpeado com um pêndulo de energia padronizado em joules. A energia 
gasta no impacto é usualmente dividida pela espessura do corpo-de-prova 
na região do entalhe (J/m) ou em alguns casos dividida pela área 
remanescente ao entalhe (kJ/m2). 
 
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 ENSAIO DE IMPACTO CHARPY E IZOD ENSAIO DE IMPACTO CHARPY E IZOD 
 A forma e a profundidade do entalhe, quanto o posicionamento 
adequado do corpo de prova na máquina de ensaio são variáveis críticas. 
Quanto ao ensaio Charpy, o corpo de prova é apenas apoiado entre dois 
suportes, podendo apresentar o entalhe em três diferentes configurações: 
 ENSAIO DE IMPACTO CHARPY E IZOD 
 O corpo de prova Izod tem a mesma forma de entalhe do Charpy 
tipo A, localizada em posição diferente (não centralizada). 
 ENSAIO DE IMPACTO CHARPY E IZOD 
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 A principal medida obtida de um ensaio de impacto é a energia 
absorvida pelo material até a fratura. Uma outra medida importante obtida 
deste ensaio se refere à observação da superfície de fratura para 
determinar se a fratura é fibrosa, granular ou uma mistura destas duas. 
Uma terceira medida que é feita é a ductilidade, que é indicado pela 
percentagem de contração do corpo de prova no entalhe. 
 
ENSAIO DE IMPACTO 
 
Importante! 
A superfície de fratura dúctil em tem 
uma textura de cavidades com muitas 
projeções semelhantes a taças de metal 
deformado. 
 
 Já a fratura frágil é caracterizada por 
superfícies de clivagem. 
TIPO DE FRATURA A FRATURA PODE SER DÚCTIL OU FRÁGIL 
Fratura dúctil Fratura frágil 
Dúctil – o material se deforma 
plasticamente até a sua ruptura. 
Frágil – o material não se 
deforma plasticamente e rompe 
sem avisar. 
Não ocorre deformação plástica, 
requerendo menos energia que a 
fratura dúctil que consome energia 
para o movimento de 
discordâncias. 
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James F. Shackelford, Ciências dos Materiais, 6ª Edição, Artliber , São 
Paulo, 2008. 
BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA 
William D. Callister, Jr. Ciência e Engenharia de Materiais, 1ª edição, LTC, 
Rio de Janeiro, 2002. 
Sueila Silva Araújo 
sueilaeng@yahoo.com.br 
sueila@terra.com.br