09 Fratura Frágil e Ensaio de Impacto

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Fratura Frágil e Ensaio de Impacto
Navios Liberty
Fabricados usando soldagem;
Ocorrência de trincas frágeis;
Ocorrência concentrada nos meses de inverno;
Fatores para fratura por clivagem
Estado 3-axial de tensões;
Baixa T;
Alta taxa de deformação ou aplicação de carga;
Tais fatores não necessariamente precisam estar juntos;
Testes de impacto
Usados para determinar a tendência ao comportamento frágil de um material;
São empíricos e dificilmente podem ser descritos como requisitos de projeto;
Tipos mais usados: Charpy e Izod;
Testes de Impacto
Testes de impacto
Taxa de deformação da ordem de 103 s-1;
Restrição plástica no entalhe: estado 3-axial de tensões;
O teste simula condições extremamente severas;
Mede-se a energia absorvida pela fratura da amostra;
Valor relativo: não pode ser usado em equações de projeto;
Também se pode analisar a superfície de fratura: qualitativa e/ou quantitativamente;
Cisalhamento (dúctil), clivagem (frágil) ou mista;
São testes simples, rápidos e relativamente baratos, mas apresentam considerável dispersão de resultados;
Variações na microestrutura e/ou na preparação dos CPs;
Testes de impacto
Transição dúctil-frágil
Mais significativo se for realizado em uma faixa de T;
A energia absorvida decresce com T;
Busca-se verificar se há transição dúctil-frágil;
Material com a menor temperatura de transição dúctil-frágil (TTDF) será preferível;
Transição dúctil-frágil
Critério de escolha do material:
Suficiente tenacidade ao entalhe em condições severas de serviço;
Permite que a capacidade de carga do componente seja feia por métodos de resistência dos materiais;
TTDF:
Materiais ccc (baixa e média resistência), cerâmicos são muito dependentes de T;
Cfc e hc de média e baixa resistência não apresentam fratura frágil (a não ser se fragilizados);
Materiais de alta resistência: tem inerente baixa tenacidade;
Transição dúctil-frágil
Transição dúctil-frágil
Diferentes critérios de projeto podem ser usados:
FTP (fracture transition plastic): 100% dúctil; 
Fratura frágil é negligível para T>FTP;
Muito conservadora;
FATT (fracture appearance transition temperature): critério intermediário.
ex: 50% frágil ou 50% do patamar;
Valor arbitrário: ex: 20 J (ductility transition temperature);
NDT (nil ductility temperature): 100% frágil (clivagem);
A fratura inicia antes da deformação plástica;
T<NDT: fratura dúctil é improvável;
Transição dúctil-frágil
Fatores metalúrgicos na TDF
Modificações na CQ ou na microestrutura podem levar a significativas mudanças na TTDF;
Fatores metalúrgicos na TDF
Efeito de tamanho
Fatores metalúrgicos na TDF
Efeito do processamento
Fatores metalúrgicos na TDF
Martensita: melhor combinação.