ENSAIO DE CHARPI Final

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DO LESTE DE MINAS GERAIS
Introdução às técnicas de laboratório
Materiais de Construção Mecânica
Alunos:
Aline Lage
Isabella Nascimento
Kiane Morais
Kenya Araújo Santana
Witney Marx
Ensaio de Charpy
Relatório referente à aula prática de Materiais de construção mecânica, curso de engenharia mecânica 1/2016 
Professor: Fernando
Curso: Engenharia Mecânica
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Sumário
41.	OBJETIVOS	�
52.	INTRODUÇÃO	�
63.	DESENVOLVIMENTO	�
84.	ENSAIO	�
95.	CONCLUSÃO	�
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OBJETIVOS
O ensaio de Impacto é um ensaio dinâmico usado principalmente em materiais que trabalham em baixas temperaturas, e é um dos ensaios empregados para o estudo da fratura frágil. O corpo de prova é padronizado e provido de um entalhe para localizar a sua ruptura e produzir um estado triaxial de tensões, quando ele é submetido a uma flexão por impacto.
A energia que o corpo de prova absorve, para se deformar e romper, é medida pela diferença entre a altura atingida pelo martelo e após o impacto, multiplicado pelo peso do martelo.
O conhecimento dos materiais é uma ciência que estuda as suas composições, estruturas internas e propriedades, e também a regularidade de suas alterações sobre influência térmica, química ou mecânica. Essa ciência não só revela a estrutura interna e as propriedades dos materiais, como também estabelece a dependência regular entre elas, determinando, ao mesmo tempo, a composição ideal e o processo de fabricação do material para obter as propriedades físicas e mecânicas desejadas. O conhecimento dos materiais, portanto, auxilia na sua correta seleção para os diversos usos e na determinação das suas propriedades e qualidades tecnológicas. O presente relatório descreve a aula prática da matéria de materiais de construção mecânica, especificamente o ensaio de charpy.
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INTRODUÇÃO
O teste Charpy é um dos métodos para determinar a resistência e sensibilidade dos materiais quando submetido a uma certa carga de impacto. O objetivo principal é medir a quantidade de energia absorvida pelo material durante a fratura. São essenciais para garantir a segurança, confiabilidade e qualidade dos mais diversos materiais. É muito usado em setor automobilístico e em peças específicas utilizadas na indústria.
A principal vantagem do teste Charpy é a simplicidade e o baixo custo e o tamanho reduzido do corpo de prova. O teste ainda pode ser executado em diversos campos de temperaturas. Além disso, o corpo de prova é adequado para medir as diferenças de comportamento para materiais de baixa resistência ao impacto como os aços estruturais. Também é, frequentemente, usado para fins de controle de qualidade e de aprovação de materiais.
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DESENVOLVIMENTO
Um dos ensaios que permitem estudar os efeitos das cargas dinâmicas é o ensaio de impacto. Este ensaio é usado para medir a tendência de um metal de se comportar de maneira frágil. O choque ou impacto representa um esforço de natureza dinâmica, porque a carga é aplicada repentina e bruscamente. No impacto, não é só a força aplicada que conta. Outro fator é a velocidade de aplicação da força. Força associada com velocidade traduz-se em energia. O ensaio de impacto consiste em medir a quantidade de energia absorvida por uma amostra do material, quando submetida à ação de um esforço de choque de valor conhecido.
O método mais comum para ensaiar metais é o do golpe, desferido por um peso em oscilação. A máquina correspondente é o martelo pendular. O pêndulo é levado a uma certa posição, onde adquire uma energia inicial. Ao cair, ele encontra no seu percurso o corpo de prova, que se rompe. A sua trajetória continua até certa altura, que corresponde à posição final, onde o pêndulo apresenta uma energia final. A diferença entre as energias inicial e final corresponde à energia absorvida pelo material. De acordo com o Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade de energia adotada é o joule. Em máquinas mais antigas, a unidade de energia pode ser dada em kgf · m, kgf · cm ou kgf · mm. A máquina é dotada de uma escala, que indica a posição do pêndulo, e é calibrada de modo a indicar a energia potencial. Isso pode ser observado na figura a seguir.
A fórmula para o cálculo da energia potencial (Ep) é:
Ep=mgh, onde:
m = massa
g = aceleração da gravidade
h = altura
No ensaio de impacto, a massa do martelo e a aceleração da gravidade são conhecidas. A altura inicial também é conhecida. A única variável desconhecida é a altura final, que é obtida pelo ensaio. O mostrador da máquina simplesmente registra a diferença entre a altura inicial e a altura final, após o rompimento do corpo de prova, numa escala relacionada com a unidade de medida de energia adotada.
Nos ensaios de impacto, utilizam-se duas classes de corpos de prova com entalhe: o Charpy e o Izod. Há um tipo especial para ferros fundidos e ligas não ferrosas fundidas sob pressão. Esses corpos de prova seguem especificações de normas internacionais, baseadas na norma americana E-23 da ASTM.
ENSAIO
Utilizando-se a máquina de ensaio de impacto, ensaiou-se um corpo de prova Charpy com entalhe em U, determinando, antes, as suas dimensões através de um paquímetro. Realizou-se o ensaio com o corpo de prova, analisando todo o procedimento. Os equipamentos e materiais utilizados estão especificados em anexo, assim como o esquema com as dimensões do corpo de prova.
Os dados obtidos foram:
Energia absorvida no instante da fratura do corpo de prova 1: Uc = 7,8J
Energia absorvida no instante da fratura do corpo de prova 2: Uc = 16,4J
Energia absorvida no instante da fratura do corpo de prova 3: Uc = 6,6J
A seguir analisou-se o corpo de prova rompido para se determinar o tipo de fratura ocorrida.
 
CORPO DE PROVA 1	 CORPO DE PROVA 2	 CORPO DE PROVA 3
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CONCLUSÃO
O experimento proporcionou uma análise adequada do corpo de prova segundo os objetivos propostos.
Seguindo os procedimentos do ensaio Charpy e da norma ASTM – E23, foi possível obter a energia de impacto de um corpo de prova com entalhe em U e, utilizando certas variáveis obtidas a partir do corpo de prova e da máquina de ensaio, conseguiu-se determinar a resistência ao impacto do mesmo.
A partir da análise de falha do corpo de prova após o ensaio e das observações feitas foi possível observamos 3 tipos de fraturas , frágil , semi-fragil e dúctil, lembrando que o ensaio foi realizado na temperatura ambiente ou seja 23ºC
Coronel Fabriciano - MG
Junho de 2016