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TR METALOGRAFIA

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Universidade de Caxias do Sul 
Centro de Ciências Exata e Tecnologia 
Departamento de Engenharia Mecânica 
Laboratório de Materiais e Metalografia 
Prof. Gilmar Tonietto 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ENSAIO DE TRAÇÃO COM EXTENSÔMETRO 
 
 
 
 
 
 
 
 
NOME: Everson Born 
 
 
 
 
 
 
 CAXIAS DO SUL 
SETEMBRO 2017 
2 
 
SUMÁRIO 
 
INTRODUÇÃO...................................................................................................................3 
1.Revisão Blibliografica.......................................................................................................4 
 1.1 Conceito....................................................................................................................5 
1.2 Propriedade mecânicas do material .........................................................................5 
2. Material utilizado no ensaio.......................................................................................5 
3. Procedimento de ensaio...................................................................................................5 
3.1 Normas adotadas......................................................................................................6 
3.2 Aplicações ...............................................................................................................6 
3.3 Características..........................................................................................................6 
3.4 Resultados obtidos...................................................................................................7 
CONCLUSÃO....................................................................................................................11 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................................12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
INTRODUÇÃO 
 
Nesse trabalho, será apresentado detalhadamente a realização do ensaio de 
tração, bem como os equipamentos necessários para a realização do mesmo, 
juntamente da interpretação dos dados por ele fornecidos. 
Também serão relacionadas as características mecânicas do material SAE 8640 
com dureza de 23 HRC e o seu comportamento durante o ensaio de tração. 
 Será construído também um paralelo entre os valores reais de módulo de 
elasticidade e a tensão de escoamento obtida no ensaio com os valores encontrados na 
bibliografia. 
 
 
Objetivo Geral: 
 
 Determinar através do Ensaio de Tração com Extensômetro o Módulo de 
Elasticidade e a Tensão de Escoamento do Aço SAE 8640 com dureza de 23 HRC 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
 1.REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
O ensaio de tração consiste em submeter o material a um esforço que tende a 
alongá-lo até a ruptura. Os esforços ou cargas são medidos na própria máquina de 
ensaio. 
No ensaio de tração o corpo é deformado por alongamento, até o momento em 
que se rompe, com a diminuição da estricção do corpo de prova. 
A estricção determina a ductilidade do material. Quanto maior for à 
porcentagem de estricção, mais dúctil será o material. 
Há dois tipos de deformação, que se sucedem quando o material é submetido a 
uma força de tração: a elástica e a plástica: 
• Deformação elástica: não é permanente. Uma vez cessados os esforços, o 
material volta à sua forma original. 
• Deformação plástica: é permanente. Uma vez cessados os esforços, o 
material recupera a deformação elástica, mas fica com uma deformação 
residual plástica, não voltando mais à sua forma original. 
Quando um corpo de prova é submetido a um ensaio de tração, a máquina de 
ensaio fornece um gráfico que mostra as relações entre a força aplicada e as 
deformações ocorridas durante o ensaio, conhecido por diagrama tensão - deformação. 
 Analisando o diagrama tensão - deformação podemos identificar: 
- O limite elástico, que recebe este nome porque, se o ensaio for interrompido 
antes deste ponto e a força de tração for retirada, o corpo volta à sua forma original, 
semelhante a atividade de um elástico. 
Na fase elástica, se dividirmos a tensão pela deformação, em qualquer ponto, 
obteremos sempre um valor constante. Este valor constante é chamado módulo de 
elasticidade, que corresponde a 0,2% da deformação do material. 
O módulo de elasticidade é a medida da rigidez do material. Quanto maior for o 
módulo, menor será a deformação elástica resultante da aplicação de uma tensão e mais 
rígido será o material. 
Terminada a fase elástica, tem início a fase plástica, na qual ocorre uma 
deformação permanente no material, mesmo que se retire a força de tração. 
No início da fase plástica ocorre um fenômeno chamado escoamento. 
O escoamento caracteriza-se por uma deformação permanente do material sem 
que haja aumento de carga, mas com aumento da velocidade de deformação. Durante o 
escoamento a carga oscila entre valores muito próximos uns dos outros. 
Continuando a tração, chega-se à ruptura do material, que ocorre num ponto 
chamado limite de ruptura. Observamos que a tensão no limite de ruptura é menor que 
no limite de resistência, devido à diminuição da área que ocorre no corpo de prova 
depois que se atinge a carga máxima. 
5 
 
 1.1 CONCEITOS 
 
Tensão: é definida genericamente como a resistência interna de um corpo a uma força 
externa aplicada sobre ele, por unidade de área. 
 
 1.2 PROPRIEDADE MECÂNICA DO MATERIAL 
Material: SAE 8640 
Tensão de ruptura (kg/mm²): Tração:75 
 Compreeção:75 
 Cisalhamento: 56 
2 MATERIAL UTILIZADO NO ENSAIO: 
 
Corpo de prova (SAE 8640 23HRC) normalizado; 
Paquímetro digital; 
Extensômetro; 
Máquina para traçar o corpo de prova; 
Máquina de tração; 
Fixadores; 
 
3 PROCEDIMENTO DO ENSAIO 
 Com o auxílio de um paquímetro foi medido o diâmetro do corpo de prova em três 
posições diferentes (no começo, no meio e no final da área útil), assim como foi também 
medido essas mesmas posições citadas anteriormente girando 90° o corpo de prova, obtendo 
assim seis medidas. A menor medida encontrada foi de 7.93 mm, sendo esta utilizada como o 
diâmetro. Este multiplicado por 5 mm (distâncias entre as medidas realizadas no corpo de 
prova) obtemos um resultado igual a 40mm, valor este que será utilizado como comprimento 
útil do corpo de prova. 
 Fixado o extensômetro ao corpo de prova, tendo o cuidado de posicioná-lo fora da área 
de marcação (área com tinta), para evitar a perda de atrito, evitando falhas na leitura do 
ensaio. 
Fixa-se o conjunto (corpo de prova e extensômetro) à Máquina Universal de Ensaio de 
Tração, que exercerá forças axiais no corpo de prova. Ao submetermos o corpo de prova a 
força de tração, a máquina utilizada no teste informa o alongamento (variação de 
comprimento) sofrido pelo material. Com isso conseguimos construir o Gráfico Tensão X 
6 
 
Deformação, até ocorrer à ruptura total do corpo de prova, finalizando assim, o ensaio de 
Tração. 
 
3.1 NORMAS ADOTADAS: 
 Norma de ensaio de tração Cilíndrico NBR ISO 6892/02 
AÇO SAE 8640 
 
3.2 APLICAÇÕES 
 É usado principalmente em componentes mecânicos de uso em geral,destinado a 
fabricação de rolamento, buchas, cilindros, engrenagens, eixos, entre outras opções. 
 
3.3 CARACTERÍSTICAS 
 Aço de alta resistência mecânica, boa usinabilidade, alta tenacidade, elevada 
temperabilidade e baixa soldabilidade. A dureza superficial na condição temperada varia entre 
52 e 57 HRC. As propriedades mecânicas deste aço podem ser melhoradas, através de 
Nitretação. 
 
COMPOSIÇÃO QUÍMICA CONFORME NORMA SAE - J404 
ABNT/SAE C Mn 
P 
máx. 
S 
máx. 
Si Cr Mo 
8640 
0,38 - 
0,43 
0,75 - 
1,00 
0,030 0,040 
0,15 - 
0,35 
0,8 - 
1,10 
0,15 - 
0,25 
 
NORMAS DE EQUIVALÊNCIAS: 
ABNT/SAE/AISI DIN UNI JIS AFNOR 
8640 ~ 40 Ni Cr Mo 22 ~ 40 Ni Cr Mo 22 ~ SNCN6 ~ 40 NCD2TS 
 
SAE 8640H - TEMPERABILIDADE JOMINY CONFORME NORMA SAE J1268. 
Distâncias em 
1/16" 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 18 20 22 24 26 28 30 32 
máx. HRc 60 60 60 59 59 58 57 55 54 52 50 49 47 45 44 42 41 39 38 38 37 37 37 37 
mín HRc 53 53 52 51 49 46 42 39 36 34 32 31 30 29 28 28 26 26 25 25 24 24 24 24 
 
7 
 
3.4 RESULTADOS OBTIDOS: 
 
Diametro inicial= 7,93mm Diametro final= 6.24mm 
Area inicial= 49.39 mm² Area final= 30.6 mm² 
Comprimento inicial= 40mm Comprimento final= 52.44 mm 
 
Tabela de dados 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Carga Deslocamento Tensão
Deformação 
Inicial
Deformação 
corrigida
Deformação 
inicial
Deformação 
calculada
Deformação 
calculada 
+0,2(% )
aplicada 
(Kgf)
(mm) (Mpa) (mm) (mm)
0 0,0000 0 0 -0,000117276 0 0 0,2
100 0,0010 19,86232031 0,00002500 0,00002500 0,0025 0,0098074 0,2098074
200 0,0050 39,72464062 0,000125 0,00012500 0,0125 0,0196149 0,2196149
300 0,0100 59,58696092 0,00025 0,00025000 0,025 0,0294223 0,2294223
400 0,0130 79,44928123 0,000325 0,00032500 0,0325 0,0392298 0,2392298
500 0,0160 99,31160154 0,0004 0,00040000 0,04 0,0490372 0,2490372
600 0,0200 119,1739218 0,0005 0,00050000 0,05 0,0588446 0,2588446
700 0,0230 139,0362422 0,000575 0,00057500 0,0575 0,0686521 0,2686521
800 0,0270 158,8985625 0,000675 0,00067500 0,0675 0,0784595 0,2784595
900 0,0300 178,7608828 0,00075 0,00075000 0,075 0,088267 0,288267
1000 0,0340 198,6232031 0,00085 0,00085000 0,085 0,0980744 0,2980744
1100 0,0380 218,4855234 0,00095 0,00095000 0,095 0,1078818 0,3078818
1200 0,0420 238,3478437 0,00105 0,00105000 0,105 0,1176893 0,3176893
1300 0,0460 258,210164 0,00115 0,00115000 0,115 0,1274967 0,3274967
1400 0,0500 278,0724843 0,00125 0,00125000 0,125 0,1373042 0,3373042
1500 0,0540 297,9348046 0,00135 0,00135000 0,135 0,1471116 0,3471116
1600 0,0580 317,7971249 0,00145 0,00145000 0,145 0,156919 0,356919
1700 0,0620 337,6594452 0,00155 0,00155000 0,155 0,1667265 0,3667265
1800 0,0670 357,5217655 0,001675 0,00167500 0,1675 0,1765339 0,3765339
1900 0,0720 377,3840858 0,0018 0,00180000 0,18 0,1863413 0,3863413
2000 0,0760 397,2464062 0,0019 0,00190000 0,19 0,1961488 0,3961488
2100 0,0800 417,1087265 0,002 0,00200000 0,2 0,2059562 0,4059562
2200 0,0850 436,9710468 0,002125 0,00212500 0,2125 0,2157637 0,4157637
2300 0,0900 456,8333671 0,00225 0,00225000 0,225 0,2255711 0,4255711
2400 0,0950 476,6956874 0,002375 0,00237500 0,2375 0,2353785 0,4353785
2500 0,1000 496,5580077 0,0025 0,00250000 0,25 0,245186 0,445186
2600 0,1050 516,420328 0,002625 0,00262500 0,2625 0,2549934 0,4549934
2700 0,1110 536,2826483 0,002775 0,00277500 0,2775 0,2648009 0,4648009
2800 0,1180 556,1449686 0,00295 0,00295000 0,295 0,2746083 0,4746083
2900 0,1270 576,0072889 0,003175 0,00317500 0,3175 0,2844157 0,4844157
3000 0,1430 595,8696092 0,003575 0,00357500 0,3575 0,2942232 0,4942232
3100 0,1700 615,7319295 0,00425 0,00425000 0,425 0,3040306 0,5040306
3200 0,2030 635,5942498 0,005075 0,00507500 0,5075 0,3138381 0,5138381
3300 0,2420 655,4565702 0,00605 0,00605000 0,605 0,3236455 0,5236455
3400 0,2860 675,3188905 0,00715 0,00715000 0,715 0,3334529 0,5334529
3500 0,3380 695,1812108 0,00845 0,00845000 0,845 0,3432604 0,5432604
8 
 
Gráficos utilizados: 
 
 
 
 
 
 
 
 
9 
 
 
 
 
 
 
 
10 
 
 Dados finais: 
Tensão de escoamento a 0,2% (Mpa)= 754.7681 
Tensão maxima (Mpa)= 794.4928 
Modulo de elasticidade = 202523 
Tensão de escoamento (Mpa)= 640 
Fator Correção - Y(x)=0 = 0,000117276 
Força de escoamento (Kgf)= 3500 
 
 
 
 
 
 
 
FÓRMULAS UTILIZADAS 
 
Área (A): (  x d²) / 4 = mm² 
 
Tensão: F (kgf) / A (mm²) x 9,81 (gravidade) = MPa 
 
Tensão de escoamento: Fesc (kgf) / A (mm²) x 9,81 (gravidade) = MPa 
 
Tensão máxima: Fmax (kgf) / A (mm²) x 9,81 (gravidade) = MPa 
 
Alongamento:  L / L0 x 100 = % 
 
Fator de correção: Y(x)=0 → A / Modulo de elasticidade 
 
Estricção:  Área / Área inicial x 100 = % 
 
 
 
 
 
 
11 
 
CONCLUSÃO 
 
Conclui-se que as propriedades mecânicas dos materiais constituem-se em uma das 
características mais importantes dos metais em suas mais variadas aplicações na engenharia, 
visto que o projeto e a fabricação de produtos se baseiam principalmente no comportamento 
destas propriedades. A determinação destas propriedades mecânicas é obtida através de 
ensaios mecânicos, entre eles, o Ensaio de Tração, que nos fornece informações como 
Módulo de Elasticidade e Tensão de Escoamento de um determinado material. Verifica-se que 
o módulo de elasticidade e a tensão de escoamento encontrado ao realizar o ensaio foram 
ligeiramente diferentes dos valores encontrados na bibliografia para o material SAE 8640 com 
dureza de 23 HRC. Ocorre também a existência de atrito no conjunto composto por máquina 
de ensaio, corpo de prova e extensômetro, além do fato de que a força axial impressa pela 
máquina atua primeiramente no extensômetro e depois no corpo de prova, consequentemente, 
causando erros nos valores lidos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
Sites: http://www.matweb.com/ 
 http://www.abnt.org.br/ 
 PADILHA, Angelo Fernando. Materiais De Engenharia. Primeira edição, São Paulo, SP, 
Hemus Editora Limitada 1997 volume único. 
CALLISTER, William D. Ciência e Engenharia de Materiais: uma introdução. 5.ed. Rio 
de Janeiro: LTC, 2002. 
ASM INTERNATIONAL HANDBOOK COMMITTEE. Metals Handbook. 10.ed. 
United States of American: American Society for Metals, 1990 - 1993. 7 v.

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