Buscar

ENSAIO DE MATERIAIS AULA INTRODUÇÃO

Prévia do material em texto

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
��������� � � � 	
 � 	� � � � 	
 � 	�� 
� � � � � �
� � � � � � ��� �� �
��� � � �� � � � 	� � !� " 	# � 	� $ % � $ & � � '�� � � �� � � � 	� � !� " 	# � 	� $ % � $ & � � '� �������� � � � � � � 	� ( 	� � � � � � 	� ( 	
� ( � � 	) $ & � ) '( � $ " 	# � * 	) � � � ) "� �� ( � � 	) $ & � ) '( � $ " 	# � * 	) � � � ) "� � ++* "') � * ,	* "') � * ,	
� � � � '� # � # � * 	� 	) ( � � "� ( � $ " 	# * 	( � "� � '� '* 	� � � � '� # � # � * 	� 	) ( � � "� ( � $ " 	# * 	( � "� � '� '* 	
# '* � $# '* � $ ++- � '* 	� � � � 	* � � 	- '� . '�'/ �- � '* 	� � � � 	* � � 	- '� . '�'/ � 001 21 2
�� � * 	� * 	� $ * � ' * 	�� ) 3 $ ') *� $ * � ' * 	�� ) 3 $ ') * * 1 	� "'�'/ � # * 	� � � � 	� � 4 '�'� � 	* 1 	� "'�'/ � # * 	� � � � 	� � 4 '�'� � 	
 	� � !� "'* "� 	$ � 	� * ) �& � 	) � � � "� 	# 	( � "� � '� �	� 	$ � 	 	� � !� "'* "� 	$ � 	� * ) �& � 	) � � � "� 	# 	( � "� � '� �	� 	$ � 	
- � � '5') �- � � '5') � 001 	# � * 	� * � � ) '5') �1 	# � * 	� * � � ) '5') � 006 � * 	� 4 '% '# � * 	� ( 	* � � - '6 � * 	� 4 '% '# � * 	� ( 	* � � - '00 ,	 ,	
# � 	� �# � 	� � 00� 	� 	* � � 	� � # � / '# � 2� 	� 	* � � 	� � # � / '# � 2
RESUMORESUMO
��������� � � � 	
 � 	� � � � 	
 � 	�� 
� � � � � �
� � � � � � ��� �� �
�� Os critOs critéérios de especificarios de especificaçção ou escolha de materiais ão ou escolha de materiais 
impõem mimpõem méétodos normalizados para a realizatodos normalizados para a realizaçção dos ão dos 
ensaios, objetivando levantar as propriedades ensaios, objetivando levantar as propriedades 
mecânicas e seu comportamento sob determinadas mecânicas e seu comportamento sob determinadas 
condicondiçções de esforões de esforçços. os. 
�� NormalizaNormalizaçção dos Ensaiosão dos Ensaios �������� Fundamental para que Fundamental para que 
se estabelese estabeleçça uma linguagem comum entre fornecedores a uma linguagem comum entre fornecedores 
e usue usuáários dos materiais, jrios dos materiais, jáá que que éé prpráática comum a tica comum a 
realizarealizaçção de ensaios de recebimento dos materiais ão de ensaios de recebimento dos materiais 
encomendados, a partir de uma amostragem estatencomendados, a partir de uma amostragem estatíística stica 
representativa do volume recebido.representativa do volume recebido.
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� ;� ;
� 4 9	� � �� 4 9	� � � 001 ,	� � � � / � ,	< � # '% � ,	< �� = $ ) '� 21 ,	� � � � / � ,	< � # '% � ,	< �� = $ ) '� 2
'''' :	� 1 :	� 1 �� � � * "� � "'- * 9	$ 1 	) ( � � ( � "� ( 	� 	'$ "� % � '# � # � 	# � 	� �� � * "� � "'- * 9	$ 1 	) ( � � ( � "� ( 	� 	'$ "� % � '# � # � 	# � 	� � 00� ;� ;
� 4 9	� � ' *� 4 9	� � ' * ��> ,	� � ' *> ,	� � ' * ��γγγγγγγγ,	� �"� �,	� �"� � ��� ( ,	�� � "� ( ,	�� � " ++) � �� * 	�� % $) � �� * 	�� % $ 88"') � * 2"') � * 2
��������� � � � 	
 � 	� � � � 	
 � 	�� 
� � � � � �
� � � � � � ��� �� �
��� * * '5') ���� * * '5') � 001 	# * 	� $ * � ' * 	# * 	�� "� � '� '*1 	# * 	� $ * � ' * 	# * 	�� "� � '� '*
�������� � � � $ " 	� � � $ " 	77 - � � ) '# � # � 	# � 	� � �') �- � � ) '# � # � 	# � 	� � �') � 001 	# � 	) � � % � 91 	# � 	) � � % � 9
'	:	� * "'	:	� * "??"') * 9	) � � % � 	� � �') � # � 	# � 	( � $ � '� � 	* � 5') '� $ "� ( � $ "� 	�� $ "� ,	"') * 9	) � � % � 	� � �') � # � 	# � 	( � $ � '� � 	* � 5') '� $ "� ( � $ "� 	�� $ "� ,	
'$ # � / '$ # 	� 	� ( � 	* � ) � * * 1 	# � 	� * "� # * 	# � 	� � � '�'$ # � / '$ # 	� 	� ( � 	* � ) � * * 1 	# � 	� * "� # * 	# � 	� � � '�++. � ' 	@� � ) � * * 	. � ' 	@� � ) � * * 	
� � � * �� � � * � ��� * "� * "??"') :;"') :;
� 4 9	� � �� 4 9	� � � 001 ,	� ( � � � * * 1 ,	< �� 4 1 ,	� � � � / � 	� 	� �1 ,	� ( � � � * * 1 ,	< �� 4 1 ,	� � � � / � 	� 	� � 001 21 2
'''' :	� '$ 3 ( ') * 9	) � � % � 	� � �') � # � 	� � � '# � ( � $ "� 	 � 	) ') �') � ( � $ "� ;:	� '$ 3 ( ') * 9	) � � % � 	� � �') � # � 	� � � '# � ( � $ "� 	 � 	) ') �') � ( � $ "� ;
� 4 9	< � # '% � 	� 	
( � � ) " 2� 4 9	< � # '% � 	� 	
( � � ) " 2
'''''' :	�� � % � 	� $ * "� $ "� 9	) � � % � 	� � �') � # � 	# � � � $ "� 	� ( 	� $ % 	� � �:	�� � % � 	� $ * "� $ "� 9	) � � % � 	� � �') � # � 	# � � � $ "� 	� ( 	� $ % 	� � � ++ # ; # ;
� 4 9	< �� = $ ) '� 2� 4 9	< �� = $ ) '� 2
10
��������� � � � 	
 � 	� � � � 	
 � 	�� 
� � � � � �
� � � � � � ��� �� �
��� * * '5') ���� * * '5') � 001 	# * 	� $ * � ' * 	# *�� "� � '� '*1 	# * 	� $ * � ' * 	# * 	�� "� � '� '*
�������� � � � $ " 	� * 	� � * � �"� # * 	# 	� $ * � ' 9� � � $ " 	� * 	� � * � �"� # * 	# 	� $ * � ' 9
'	:	� $ * � ' * 	� � � 	� � � $ "'5') � ( 	# � # * 	5'	:	� $ * � ' * 	� � � 	� � � $ "'5') � ( 	# � # * 	5 ++* ') * 	# * 	( � "� � '� '* ;* ') * 	# * 	( � "� � '� '* ;
� 4 9	� � �� 4 9	� � � 001 ,	� ( � � � * * 1 ,	� 	� �1 ,	� ( � � � * * 1 ,	� 	� � 001 21 2
'''' :	� $ * � ' * 	# � 	) ( � � � �:	� $ * � ' * 	# � 	) ( � � � � 001 	� $ "� � 	 * 	- � � � � * 	$ � (1 	� $ "� � 	 * 	- � � � � * 	$ � ( 88� ') * ;� ') * ;
� 4 9	� � � � / � ,	
( � � ) " 2	� 4 9	� � � � / � ,	
( � � ) " 2	
'''''' :	� $ * � ' * 	# � 	5� . � ') �:	� $ * � ' * 	# � 	5� . � ') � 001 9	� 1 	� - � �'� ( 	� � � � '� # � # � * 	1 9	� 1 	� - � �'� ( 	� � � � '� # � # � * 	
( � ) 3 $ ') � * ,	5 � $ � ) � $ # 	� � � $ � * 	'$ # ') �( � ) 3 $ ') � * ,	5 � $ � ) � $ # 	� � � $ � * 	'$ # ') � 006 � * 	# 	) ( � � "� ( � $ " 	6 � * 	# 	) ( � � "� ( � $ " 	
# 	( � "� � '� �	� � � $ # 	* � . ( � "'# 	� 	� ( 	� � ) � * * 	# � 	5� . � ') �# 	( � "� � '� �	� � � $ # 	* � . ( � "'# 	� 	� ( 	� � ) � * * 	# � 	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
��������� � � � 	
 � 	� � � � 	
 � 	�� 
� � � � � �
� � � � � � ��� �� �

Continue navegando