Mecânica da Fratura Linear Elástica

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09/11/2017 EPS: Alunos
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A mecânica da fratura linear elástica - MFLE é utilizada em conjunto com as modelagens químicas para compreensão do fenômeno da corrosão,
sendo ferramenta essencial no entendimento das condições que conduzem a fratura. Com relação a MFLE só NÃO podemos afirmar:
Existe um tipo de corrosão que afeta as borrachas como o estireno e o nitrilo butadieno entre outros (figura a seguir). Na presença de ozônio, o
fenômeno se torna mais intenso, uma vez que este composto afeta as ligações duplas presentes nestes compostos, diminuindo a resistência
mecânica dos mesmos.
Identifique a opção que menciona corretamente o tipo de corrosão de que trata o texto anterior:
Considerando o fenômeno da fragilização por hidrogênio, podemos afirmar, com EXCEÇÃO de:
A susceptibilidade do material à fratura assistida pelo ambiente é verificada por ensaios com corpos lisos, submetidos a ambientes degradadores,
que simulam o ambiente no qual o material será utilizado, como mostrado na figura a seguir. O ensaio registra o tempo em função da carga
utilizada, determinando o tempo em que a fratura se manifestará no material naquelas condições.
FRATURA DOS MATERIAIS
 CCE1050_A9_201201529557_V2
 
Lupa Calc.
 
 
PPT
 
MP3
 
Aluno: ALAN LIMA CALADO Matrícula: 201201529557
Disciplina: CCE1050 - FRATURA.MATERIAIS Período Acad.: 2017.2 (G) / EX
Prezado (a) Aluno(a),
 
Você fará agora seu EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO! Lembre-se que este exercício é opcional, mas não valerá ponto para sua avaliação. O mesmo será composto de
questões de múltipla escolha (3).
Após a finalização do exercício, você terá acesso ao gabarito. Aproveite para se familiarizar com este modelo de questões que será usado na sua AV e AVS.
1.
 O valor de KIEAC para ligas de alumínio é o que possui maior definição no gráfico obtido por este ensaio para obtenção de KIC.
Na adaptação do método para uso em corrosão, constata-se que existe um valor K abaixo do qual não ocorre crescimento subcrítico de
trinca (KIEAC do material, onde EAC é - "Environment Assisted Cracking").
 O valor de KIEAC de aços e ligas de titânio aparece bem definido no gráfico obtido por este ensaio para obtenção de KIC.
O dispositivo adaptado para utilização em meio corrosivo possui uma célula de corrosão com solução que simula o efeito do ambiente em
que a peça irá operar.
Embora seja um método consagrado para determinação em laboratório do valor de KIC, descrito na norma ASTM E-399, sua variação para
utilização em ambientes corrosivos não se encontra ainda normatizada,
2.
 Corrosão sob tensão.
Corrosão galvânica.
Fragilização por hidrogênio.
Corrosão-erosão.
Corrosão sob fadiga.
3.
 
A susceptibilidade dos materiais a este fenômeno é variável. Para aços de altíssima resistência mecânica (1.600 MPa), o hidrogênio
presente no ar atmosférico pode gerar significativa diminuição KIEAC.
Como forma de minimizar o problema causado pelo hidrogênio, pode-se considerar a execução de tratamento térmico que promova a
difusão do hidrogênio através da rede cristalina e sua consequente saída do material.
As ligas de estrutura atômica cúbica de face centrada (CFC) como os aços inoxidáveis austeníticos, as ligas de alumínio e as ligas de cobre
possuem boa resistência a fragilização por hidrogênio.
Este tipo de fragilização ocorre quando o hidrogênio atômico encontra-se inserido na rede cristalina do material.
 
O hidrogênio molecular H2, assim como hidrogênio atômico, H, provoca o que normalmente denominamos de "fratura por fragilização por
hidrogênio".
4.
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Com relação a esse ensaio, NÃO podemos afirmar:
Com relação ao fenômeno da "fadiga assistida pelo meio ambiente", NÃO podemos afirmar:
 
Dois corpos de prova fabricados com o mesmo material submetidos às mesmas condições podem apresentam tempos complemente
diferentes distribuídos entre os fenômenos de nucleação e propagação de trincas.
 
A mecânica da fratura linear elástica - MFLE e seus elementos, entre os quais o fator de intensidade de tensões (K), juntamente com as
informações obtidas em ensaios (e interpretadas considerando suas limitações) não oferece ferramentas aos engenheiros projetistas na
construção de estruturas que venham a trabalhar em meios agressivos.
Um dos corpos de prova (em uma sequência de corpos de prova), por exemplo, pode apresentar grande resistência a nucleação, porém
baixíssima resistência a propagação; no outro, poderemos ter uma inversão deste comportamento, ou seja, baixa resistência a nucleação e
alta resistência a propagação de trinca.
As técnicas utilizadas nos ensaios não permitem discriminar o tempo de nucleação e propagação de trincas, registrando apenas o tempo
entre o início do ensaio e a fratura do material.
Existem casos em que o material na forma de corpo de prova liso (sem entalhes ou defeitos superficiais) apresenta grande resistência à
fratura sob as condições de ensaio, porém baixíssima resistência se há a presença de entalhes ou mesmo o surgimento de formas
semelhantes a estes, como os pites de corrosão.
5.
 
A frequência dos esforços cíclicos influencia a fadiga sob corrosão, pois quanto menor a frequência, maior o tempo em que a trinca ficará
submetida a esforços trativos e, portanto, aberta, sendo exposta a atmosfera oxidante.
Formas de evitar a fadiga sob corrosão conjugam as formas vistas de se evitar o fenômeno da corrosão em conjunto com o fenômeno da
fadiga.
As formas de corrosão desempenham papel fundamental neste fenômeno, criando concentradores de tensão.
 A fadiga sob corrosão é uma rara ocorrência em peças metálicas que operam em ambientes de atmosfera salina.
A corrosão por pites cria pequenos orifícios na superfície do material, fazendo o papel de pequenas trincas superficiais.