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1 ��������� � � � � � � � � � �� � � � � � � � � � � � � ��� �� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ��� � � � � ��� � � � � �� � ���� � �� ��� � �� �� � �� � Prof. Dr. Jaime SpimProf. Dr. Jaime Spim ��������� � � � � � � � � � �� � � � � � � � � � � � � ��� �� � PROPRIEDADES E PROPRIEDADES E PARÂMETROS PARÂMETROS MENSURMENSURÁÁVEIS NOS VEIS NOS ENSAIOS MECÂNICOSENSAIOS MECÂNICOS 2 ��������� � � � � � � � � � �� � � � � � � � � � � � � ��� �� � MODOS DE PROCESSAMENTO DE MATERIAIS METMODOS DE PROCESSAMENTO DE MATERIAIS METÁÁLICOSLICOS TEMPERATURATEMPERATURA TENSÃOTENSÃO PROCESSOSPROCESSOS PORQUÊ OS PORQUÊ OS DIFERENTES DIFERENTES PROCESSOS CAUSAM PROCESSOS CAUSAM DIFERENDIFERENÇÇAS NAS AS NAS CARACTERCARACTERÍÍSTICAS STICAS MECÂNICASMECÂNICAS???? ��������� � � � � � � � � � �� � � � � � � � � � � � � ��� �� � PROPRIEDADES E PARÂMETROS PROPRIEDADES E PARÂMETROS MENSURMENSURÁÁVEIS NOS ENSAIOS VEIS NOS ENSAIOS MECÂNICOSMECÂNICOS TEMPERATURATEMPERATURA TENSÃOTENSÃO PROCESSOSPROCESSOS CONFERE ASCONFERE AS CARACTERCARACTERÍÍSTICASSTICAS MECÂNICASMECÂNICAS DETERMINA ASDETERMINA AS CONDICONDIÇÇÕES DEÕES DE PROCESSAMENTOPROCESSAMENTO 3 ��������� � � � � � � � � � �� � � � � � � � � � � � � ��� �� � ��� � � �� � � � � � !� " # � � $ % � $ & � � '�� � � �� � � � � � !� " # � � $ % � $ & � � '� �������� � � � � � � � ( � � � � � � � ( � ( � � ) $ & � ) '( � $ " # � * ) � � � ) "� �� ( � � ) $ & � ) '( � $ " # � * ) � � � ) "� � ++* "') � * , * "') � * , � � � � '� # � # � * � ) ( � � "� ( � $ " # * ( � "� � '� '* � � � � '� # � # � * � ) ( � � "� ( � $ " # * ( � "� � '� '* # '* � $# '* � $ ++- � '* � � � � * � � - '� . 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NORMAS NORMAS ?????? 4 ��������� � � � � � � � � � �� � � � � � � � � � � � � ��� �� � QUESTÃO QUESTÃO ?????? O QUE SÃO E QUAL A IMPORTÂNCIA DAS NORMAS NOS ENSAIOS DOS MATERIAIS ??? �������� DOCUMENTO LEGAL QUE DETERMINA AS CONDIDOCUMENTO LEGAL QUE DETERMINA AS CONDIÇÇÕES E ÕES E ESPECIFICAESPECIFICAÇÇÕES TÕES TÉÉCNICAS DE UM ENSAIO MECÂNICO DE TAL CNICAS DE UM ENSAIO MECÂNICO DE TAL FORMA QUE ESSE POSSA SER REPETIDO EM OUTROS FORMA QUE ESSE POSSA SER REPETIDO EM OUTROS LABORATLABORATÓÓRIOS COM EQUIPAMENTO AFERIDO E CERTIFICADO RIOS COM EQUIPAMENTO AFERIDO E CERTIFICADO MOSTRANDO RESULTADOS SEMELHANTES PARA O MESMO LOTE MOSTRANDO RESULTADOS SEMELHANTES PARA O MESMO LOTE DE PEDE PEÇÇAS OU MATERIAL.AS OU MATERIAL. ATENATENÇÇÃO: ALTERAR UM ENSAIO ESPECIFICADO EM ÃO: ALTERAR UM ENSAIO ESPECIFICADO EM UMA NORMA, UMA NORMA, EM QUALQUER DETALHE QUE SEJAEM QUALQUER DETALHE QUE SEJA, E , E NÃO JUSTIFICAR OU INFORMAR EM RELATNÃO JUSTIFICAR OU INFORMAR EM RELATÓÓRIO RIO TTÉÉCNICO CNICO ÉÉ CRIME !CRIME !!!!!!!!!!! ��������� � � � � � � � � � �� � � � � � � � � � � � � ��� �� � �������� A normalizaA normalizaçção tem por objetivo fixar os conceitos e ão tem por objetivo fixar os conceitos e procedimentos gerais que se aplicam aos diferentes procedimentos gerais que se aplicam aos diferentes mméétodos de ensaios, e suas principais vantagens são:todos de ensaios, e suas principais vantagens são: �� Tornar a qualidade do produto mais uniforme;Tornar a qualidade do produto mais uniforme; �� Reduzir os tipos similares de materiais;Reduzir os tipos similares de materiais; �� Orientar o projetista na escolha do material adequado;Orientar o projetista na escolha do material adequado; �� Permitir a comparaPermitir a comparaçção de resultados obtidos em ão de resultados obtidos em diferentes laboratdiferentes laboratóórios;rios; �������� Reduzir desentendimentos entre produtor e Reduzir desentendimentos entre produtor e consumidor.consumidor. 5 ��������� � � � � � � � � � �� � � � � � � � � � � � � ��� �� � �������� CONFORME VISTOCONFORME VISTO: O comportamento mecânico de : O comportamento mecânico de qualquer material utilizado em engenharia qualquer material utilizado em engenharia éé funfunçção de ão de sua estrutura interna e de sua aplicasua estrutura interna e de sua aplicaçção em projeto. ão em projeto. �� Os processos que se encarregam de dar forma Os processos que se encarregam de dar forma àà matmatéériaria--prima, dependem da estrutura interna apresentada prima, dependem da estrutura interna apresentada antes de cada etapa de processamento, o que antes de cada etapa de processamento, o que progressivamente vai alterando a forma e a estrutura do progressivamente vai alterando a forma e a estrutura do material, implicando em propriedades particulares. material, implicando em propriedades particulares. �� No final do processo de fabricaNo final do processo de fabricaçção, o componente terão, o componente teráá um conjunto de propriedades decorrentes das um conjunto de propriedades decorrentes das caractercaracteríísticas originais da matsticas originais da matéériaria--prima, devidamente prima, devidamente modificadas durante os processos, e que devem coincidir modificadas durante os processos, e que devem coincidir com as especificacom as especificaçções finais exigidas no projeto original.ões finais exigidas no projeto original. ��������� � � � � � � � � � �� � � � � � � � � � � � � ��� �� � ETAPAS DE PROCESSAMENTOETAPAS DE PROCESSAMENTO 6 ��������� � � � � � � � � � �� � � � � � � � � � � � � ��� �� � ��CaracterCaracteríísticas do material especificadosticas do material especificado �������� Divididas em duas categorias:Divididas em duas categorias: ••CaracterCaracteríísticas de Processamentosticas de Processamento �������� referemreferem--se se ààs s propriedades fpropriedades fíísicas da matsicas da matéériaria--prima, como funprima, como funçção dos ão dos processos de fabricaprocessos de fabricaçção envolvidos na manufatura do ão envolvidos na manufatura do produto final.produto final. •••••••• CaracterCaracteríísticas de Aplicasticas de Aplicaççãoão �������� referemreferem--se se ààs s propriedades fpropriedades fíísicas desejadas no produto acabado,sicas desejadas no produto acabado, como funcomo funçção direta de sua utilizaão direta de sua utilizaçção e comportamento ão e comportamento estrutural.estrutural. ��������� � � � � � � � � � �� � � � � � � � � � � � � ��� �� � Matéria-Prima “Tarugo de Aço" Processo 01 “Forjamento” Processo 02 “Usinagem” Processo 03 “Tratamentos Térmicos e Termoquímicos” Objetivos: Dar uma pré-forma ao eixo e componentes através de conformação plástica Objetivos: Conferir dimensões finais e acabamento superficial por processos de retirada de excesso de materiais Objetivos: Melhorar ou adequar localmente as propriedades mecânicas do produto acabado ou componente TomandoTomando--se como referência a se como referência a fabricafabricaçção de um eixo de transmissão:ão de um eixo de transmissão: 7 ��������� � � � � � � � � � �� � � � � � � � � � � � � ��� �� � ���� CaracterCaracteríísticas de processamentosticas de processamento ���� ForjabilidadeForjabilidade: facilidade de preenchimento da matriz; ���� UsinabilidadeUsinabilidade: adequadas condições de corte; � Suscetibilidade a tratamentosSuscetibilidade a tratamentos: o material deve apresentar condições de modificação estrutural através de tratamentos térmicos e superficiais; �� CaracterCaracteríísticas de aplicasticas de aplicaççãoão ���� Resistência mecânicaResistência mecânica: o eixo acabado deve apresentar a resistência especificada no projeto; ���� Resistência ao desgasteResistência ao desgaste: as partes responsáveis pela transmissão de movimento, no caso os dentes de engrenagens, devem apresentar determinado nível de dureza para evitar desgaste prematuro; ���� DuctilidadeDuctilidade: a possibilidade do eixo sofrer impactos durante o funcionamento exige que seu núcleo não seja frágil; Para o exemplo em questão:Para o exemplo em questão: ��������� � � � � � � � � � �� � � � � � � � � � � � � ��� �� � �������� Na seqNa seqüüência de fabricaência de fabricaçção apresentada, os ensaios ão apresentada, os ensaios do material de referência são imprescinddo material de referência são imprescindííveis nas veis nas seguintes etapas:seguintes etapas: •• No recebimento de material do fornecedorNo recebimento de material do fornecedor: an: anáálise lise ququíímica da composimica da composiçção do material encomendado, ão do material encomendado, resistência mecânica e dureza.resistência mecânica e dureza. •••••••• Na peNa peçça acabadaa acabada: resistência mecânica, microestrutura : resistência mecânica, microestrutura e dureza devem estar compate dureza devem estar compatííveis com a faixa de veis com a faixa de aceitaaceitaçção exigida pelo projeto. Peão exigida pelo projeto. Peçças fora de as fora de especificaespecificaçção devem ser rejeitadas e, acima de um certo ão devem ser rejeitadas e, acima de um certo percentual, deve exigir ajustes nas etapas de fabricapercentual, deve exigir ajustes nas etapas de fabricaçção ão para diminuir o para diminuir o ííndice de rejeindice de rejeiçção.ão. 8 ��������� � � � � � � � � � �� � � � � � � � � � � � � ��� �� � �� Os ensaios mecânicos permitem a determinaOs ensaios mecânicos permitem a determinaçção de ão de propriedades mecânicas, que se referem ao comportamento do propriedades mecânicas, que se referem ao comportamento do material quando sob a amaterial quando sob a açção de esforão de esforçços os �� Entre as principais propriedades dos materiais obtidas por Entre as principais propriedades dos materiais obtidas por ensaio, podeensaio, pode--se citar:se citar: Resistência:Resistência: Representada por tensões, definidas em condiRepresentada por tensões, definidas em condiçções ões particulares;particulares; Elasticidade:Elasticidade: Propriedade do material, pela qual a deformaPropriedade do material, pela qual a deformaçção que ão que ocorre em funocorre em funçção da aplicaão da aplicaçção de tensão desaparece quando a ão de tensão desaparece quando a tensão tensão éé retirada;retirada; Plasticidade:Plasticidade: Capacidade do material sofrer deformaCapacidade do material sofrer deformaçção permanente ão permanente sem rompersem romper--se;se; ResiliênciaResiliência: Capacidade de absor: Capacidade de absorçção de deformaão de deformaçção no regime ão no regime eleláástico;stico; TenacidadeTenacidade: Reflete a energia total necess: Reflete a energia total necessáária para provocar a fratura ria para provocar a fratura do material.do material. ��������� � � � � � � � � � �� � � � � � � � � � � � � ��� �� � Finalidade dos Ensaios dos MateriaisFinalidade dos Ensaios dos Materiais �� Permitir a obtenPermitir a obtençção de informaão de informaçções rotineiras ões rotineiras do produto do produto �������� Ensaios de controle no recebimento de Ensaios de controle no recebimento de materiais de fornecedores e no controle final do materiais de fornecedores e no controle final do produto acabado.produto acabado. ��Desenvolver novas informaDesenvolver novas informaçções sobre os ões sobre os materiais materiais �������� Desenvolvimento de novos materiais, Desenvolvimento de novos materiais, novos processos de fabricanovos processos de fabricaçção e novos ão e novos tratamentos.tratamentos. 9 ��������� � � � � � � � � � �� � � � � � � � � � � � � ��� �� � ��� * * '5') ���� * * '5') � 001 # * � $ * � ' * # * �� "� � '� '*1 # * � $ * � ' * # * �� "� � '� '* ���� � � � $ " 7 '$ "� % � '# � # � % � ( 8"� ') � � # '( � $ * ' $ � � # � � � 0� � ) ( � $ � $ "� 9 ' : � � * "� � "'- * 9 � � - ) � ( ' : � � * "� � "'- * 9 � � - ) � ( '$ � "'�'/ �'$ � "'�'/ � 001 1 � � � ) '� � � " "� � # � � �� � � ) '� � � " "� � # � � � 00� ;� ; 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( � "'# � � ( � � ) � * * # � 5� . � ') � 001 ;1 ; � 4 9 � 4 9 EstampabilidadeEstampabilidade, Dobramento, Dobramento22 ��������� � � � � � � � � � �� � � � � � � � � � � � � ��� �� � ��88" # * # � � $ * � ' * 9" # * # � � $ * � ' * 9 � � "� � ( '$ � ( � � � * � $ * � ' * � � "� � ( '$ � ( � � � * � $ * � ' * # � - � ( * � � � � � �'/ � # * � ( 5� $# � - � ( * � � � � � �'/ � # * � ( 5� $ 001 # � % � ( � "� '� # � 1 # � % � ( � "� '� # � � �� � 00� , # � � ) � * * # � 5� . � ') �� , # � � ) � * * # � 5� . � ') � 001 , � # � � ) � # ) ( 1 , � # � � ) � # ) ( � * $ � ( � * "� * $ � ( � * "88) $ ') � * - '% � $ "� * , � # � $ # * � � 9) $ ') � * - '% � $ "� * , � # � $ # * � � 9 �� Ensaios na prEnsaios na próópria pepria peçça;a; �� Ensaios em modelos;Ensaios em modelos; �� Ensaios em amostras;Ensaios em amostras; Ensaios em corposEnsaios em corpos--dede--prova retirados prova retirados de parte da estrutura;de parte da estrutura; 11 ��������� � � � � � � � � � �� � � � � � � � � � � � � ��� �� �
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