01 ENSAIO DE TRAÇÃO

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UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO 
Disciplina MEC157 (CST)–Laboratório de Materiais
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Ensaio de tração
Autores – Luana Pesenatto
Professor da disciplina: Nilo Alberto Scheidmandel
nilo.scheidmandel@upf.br
RESUMO
O ensaio de tração consiste em submeter o material a um esforço que tende a alonga-lo até a ruptura, no qual o corpo de prova deve ter formato padrão para que seu resultado possa ser comparado ou reproduzido. Esse ensaio permite verificar e comprovar diversas propriedades mecânicas, além de criar um gráfico de tensão x deformação que indica seu comportamento em cada estágio do processo. 
No ensaio o corpo é deformado por alongamento, até o momento em que se rompe. Os ensaios de tração permitem conhecer como os materiais reagem aos esforços de tração, quais os limites de tração que suportam e a partir de que momento se rompem. Foram realizados três ensaios em corpo de prova de aço SAE 1020, um com entalhe e outro sem entalhe. E um com aço SAE 1045, sem entalhe.
INTRODUÇÃO
Ao longo dos anos com o avanço tecnológico o homem necessitou conhecer mais sobre os materiais, conhecer como eles se comportam em determinadas circunstancias. Assim foram criados os ensaios mecânicos, ensaios que determinam propriedades mecânicas dos materiais, como o limite máximo de resistência a tração e de escoamento, módulo de elasticidade, módulo de resiliência, tenacidade, ductilidade. O resultado do ensaio é um gráfico tensão versus deformação.
De acordo com Souza (1982), o ensaio de tração consiste na aplicação de uma carga de tração uniaxial em um corpo de prova, geralmente padronizado, onde se pode afirmar que as deformações são uniformemente distribuídas ao longo de todo um corpo de prova específico até a ruptura. A uniformidade da deformação permite ainda obter medições precisas da variação dessa deformação em função da força aplicada. Essa variação é de extrema importância para o engenheiro, que por meio de pontos ou de uma reta dada pela máquina determina a curva tensão versus deformação do material. Porém ao se alcançar o ponto de tensão máxima suportada pelo material, a uniformidade na deformação termina devido ao aparecimento do fenômeno de estricção, ou diminuição da seção do corpo de prova, para metais com certa ductilidade. A ruptura se dá na faixa estreita do material, menos que defeitos internos promovam a ruptura em algum ponto fora dessa região, o que é de rara ocorrência.
Garcia (2000) menciona que na Engenharia, o ensaio de tração é amplamente utilizado na determinação de dados quantitativos das características mecânicas dos materiais, como o limite de resistência a tração e de escoamento, módulo de elasticidade, módulo de resiliência, módulo de tenacidade, ductilidade, coeficiente de encruamento e de resistência.
Tem-se como principal objetivo o estudo da resistência de um determinado material e a análise do seu comportamento quando submetido à tração a partir de ensaios práticos e aplicação de equações para realizar os cálculos das variáveis. Esse estudo complementa a análise exigida em grande parte das empresas metal metalúrgica, assim como a qualificação de um material perante exigência de empresas e projetos. Dessa maneira, pretende-se identificar e conhecer as propriedades mecânicas do aço SAE 1020 e SAE 1045, por se tratar de materiais comumente utilizado na indústria, através de corpos de prova com entalhe e sem entalhe a fim de verificar a diferença entre as resistências, demonstrando a sua ruptura. Pretende-se também, estudar o procedimento do ensaio de tração e analisar através de gráficos o comportamento do material e as suas propriedades mecânicas.
METODOLOGIA ou PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
O ensaio consiste em aplicar uma força axial gradativa e lenta na extremidade do corpo de prova, que por consequência ira se alongar e logo após se romper criando uma curva de tensão x deformação que servira para analisar as propriedades passo a passo. Primeiro fixa-se o corpo de prova nas garras da máquina de tração onde ele é tracionado e levado a ruptura assim conhecendo as propriedades do ensaio. Possui um extensômetro que registra quanto o corpo de prova se alonga. 
Neste ensaio foi usa aço SAE 1020 (Figura1: Corpo de prova), com e sem entalhe, aço SAE 1045 sem entalhe. Seguindo os seguintes passos:
Realize a medida do diâmetro da parte útil do corpo de prova. Calcule a área da seção transversal.
Faça a marcação do comprimento de controle para verificação do alongamento.
(Figura 1: Corpo de Prova antes de realizar o ensaio de tração)
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Para o aço 1020 sem entalhe, algumas de suas características retiradas após o ensaio:
Comprimento inicial (L0): 55,40 mm
Diâmetro inicial (D0): 12,30 mm
Comprimento final (L): 75,60 mm
Diâmetro final: 8,5 mm
Área inicial: 118,82 mm² 
Área final: 56,74 mm²
Estricção: 53,011%
Alongamento: 36,71 mm
Tensão de escoamento: 389,934 Mpa
Tensão máx de resis a tração: 452,63 Mpa
Tensão de ruptura: 310,84 Mpa
(Figura 2: Corpo de prova depois de realizado o ensaio)
(Gráfico 1 - Tensão x Deformação-1020)
Para o aço 1045 sem entalhe, algumas de suas características retiradas após o ensaio:
Comprimento inicial (L0): 54,30 mm
Diâmetro inicial (D0): 12,40 mm
Comprimento final (L): 68,50 mm
Diâmetro final: 9,00 mm
Área inicial: 120,76 mm²
Área final: 63,62 mm²
Estricção: 47,320 %
Alongamento: 26,15 mm
Tensão de escoamento 566,458 Mpa
Tensão máx de resis a tração: 690,20 Mpa
Tensão de ruptura: 554,8 Mpa
 
(Gráfico 2 - Tensão x Deformação-1045)
	
Concluindo que a quantidade de carbono no aço 1045, favoreceu o ensaio de tração, no qual pode absorver mais energia antes de romper, assim como aumentou sua resistência a tração, e, também as deformações a que o material foi submetido.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
http://www.fahor.com.br/publicacoes/sief/2014/Analise_de_ensaios_de_tracao_em.pdf
Garcia, A., 2000, “Ensaios dos Materiais”. LTC, Rio de Janeiro, 1. Ed.
Souza, S. A., 1982, “Ensaios Mecânicos de Materiais Metálicos”. Edgard Blucher, São Paulo, 5. Ed.