Torção, Microdureza e Flexão

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Torção, Microdureza e Flexão
Ensaio de torção é realizado de acordo com a norma NBS ISO-6475, utilizando um torquimetro digital.
Esse tipo de ensaio utilizado para avaliar os componentes de implantes: fios ortodônticos e lima endodônticas e também na área de implantodontia e ortodontia. 
DEFINIÇÃO: Aplicação de uma carga rotativa em um corpo de prova geralmente cilíndrico. Sua execução é relativamente simples.
ROTAÇÃO E TORÇÃO: Corpo cilíndrico é preso por uma das extremidades. Ação no sentido de rotação na extremidade livre onde o corpo tenderá a girar no sentido da força e, como a outra extremidade está presa, ele sofrerá uma torção sobre seu próprio eixo.
Explicação do livro:
Nos ensaios de torção, uma das extremidades de um corpo de prova cilíndrico, com diâmetro menor na região central, é mantida fixa, enquanto a outra é submetida a um esforço de rotação. O contato entre as garras (ferramenta) e o material se dá nas extremidades do corpo de prova, que não são deformadas durante o ensaio. Assim, o atrito é nulo. Durante o ensaio, o corpo de prova conserva a sua forma inicial. Isto permite a aplicação de grandes deformações, sendo que a deformação na região útil corresponde exatamente ao movimento de rotação imposto. A potência que é dissipada no corpo de prova é gerada por um motor, que pode ter a sua velocidade controlada e variada, permitindo realizar ensaios em uma larga faixa de taxas de deformação. Se um certo limite de torção for ultrapassado, o corpo se romperá.
A torção é diferente da compressão, da tração e do cisalhamento porque nestes casos o esforço é aplicado no sentido longitudinal ou transversal, e na torção o esforço é aplicado no sentido de rotação.
MOMENTO TORSOR OU TORQUE: 
Quando se trata de um esforço de torção, o momento de torção, ou momento torsor, é também chamado de torque.
O momento de uma força é expresso pela formula 
 Momento da força (Mf) = F x C
Onde:
F = intensidade da Força
C= distância do ponto de aplicação ao eixo do corpo sobre o qual a força é aplicada
Unidade: newton metro (Nm)
Propriedades avaliadas no ensaio de torção: 
A partir do momento torsor e do ângulo de torção pode-se elaborar um gráfico.
 
Na especificação dos materiais que serão submetidos a esforços de torção, é necessário levar em conta que o máximo torque que deve ser aplicado a um eixo tem de ser inferior ao momento torsor no limite de proporcionalidade. 
CORPO DE PROVA
Quando é necessário verificar o comportamento de materiais, utilizam- se corpos de prova, que é circular.
Normalmente as dimensões não são padronizadas, pois raramente se escolhe este ensaio como critério de qualidade de um material. 
O comprimento e o diâmetro devem permitir as medições de momentos e ângulos de torção com precisão.
Centralizar de forma precisa o corpo de prova na máquina de ensaio, porque a força deve ser aplicada no centro.
EQUIPAMENTO
O ensaio de torção é realizado em equipamento específico: a máquina de torção.
 Esta máquina possui duas cabeças às quais o corpo de prova é fixado. Uma das cabeças é giratória e aplica ao corpo de prova o momento de torção. A outra está ligada a um pêndulo que indica, numa escala, o valor do momento aplicado ao corpo de prova.
Fraturas típicas
O aspecto das fraturas varia conforme o corpo de prova seja feito de material dúctil ou frágil.
Os corpos de provas de materiais dúcteis apresentam uma fratura segundo um plano perpendicular ao seu eixo longitudinal e rompem-se por cisalhamento ao longo do plano de máxima tensão de cisalhamento (geralmente um plano normal). 
Para materiais frágeis, a fratura se dá segundo uma superfície não plana, mas que corta o eixo longitudinal segundo uma linha que, projetada num plano paralelo ao eixo, forma 45º aproximadamente com o mesmo (fratura helicoidal).
 
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Influência do ensaio de torção na plataforma protética de implante odontológicos: o sucesso do tratamento reabilitador com próteses implanto suportadas depende do intimo contato entre o osso e o implante. 
O objetivo desse estudo foi avaliar o comportamento mecânico da plataforma de diferentes implantes submetidos a torção de 80 a 120N.cm por meio de um estereomicroscópio óptico, a fim determina a plataforma mais resistente. 
Como resultado foi obtido que no implante hexágono externo ocorreu deformação das laterais após o torque de 120N.cm e das diagonais 80N.cm. no hexágono interno a deformação das laterais e diagonais foi significante após o torque de 120N.cm. A plataforma cone-Morse sofreu deformação das laterais e diagonais após 80N.cm.
Conclusão: mostra que altos torques de inserção compromete a plataforma protética, impedindo a estabilidade e a manutenção das próteses a longo prazo. As laterais e diagonais da plataforma hexágono interno e externo sofreu maior deformação que a cone-Morse.
 
 
Ensaio de microdureza
Dureza: Propriedade de um material que permite a ele resistir à deformação plástica, usualmente por penetração.
O termo dureza também pode estar associado à resistência à flexão, risco, abrasão ou corte.
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POR QUE FAZER ENSAIO DE DUREZA?
Para o conhecimento da resistência ao desgaste, controle de qualidade e prever a durabilidade relativa do material.
MEDIÇÃO DE DUREZA
Um valor da propriedade de dureza é o resultado de um procedimento específico de medição.
VANTAGENS
Rapidez de execução e baixo custo dos equipamentos envolvidos.
MÉTODOS DE MEDIÇÃO
Risco (escala de dureza MOHS); Ressalto (método SHORE); Penetração (BRINNEL, VICKERS, KNOOP, ROCKWELL).
O ensaio de dureza é considerado não destrutivo; deixa uma pequena marca no material, não comprometendo a utilização da peça ou corpo de prova.
DUREZA POR RISCO (DUREZA MOHS)
Primeiro método padronizado de ensaio de dureza baseado no processo de riscagem de minerais padrões, desenvolvido por Mohs, em 1822. É um método pouco utilizado nos materiais metálicos, pois, a maioria dos metais apresenta durezas Mohs entre 4 e 8, e pequenas diferenças de dureza não são acusadas por este método.
Consiste em uma escala de 10 minerais padrões, onde o mais duro é o diamante e risca todos os demais. Mais aplicado na mineralogia.
DUREZA POR REBOTE (SHORE)
Usada para a determinação de dureza de peças grandes. 
A dureza Shore é um ensaio que avalia a dureza superficial de borracha, polímeros ou elastómeros e a resistência relativa à indentação, a qual varia com o tempo, principalmente porque o material usado neste tipo de ensaio tem uma grande resiliência e, portanto, uma grande capacidade para absorver a energia e de se adaptar à deformação.
O material é submetido a uma pressão aplicada através de uma mola calibrada que atua sobre o endentador, que pode ser esférico ou cônico. Um dispositivo de indicação fornece a profundidade de endentação. O valor da dureza é dado pela profundidade da penetração.
Vantagens: A impressão Shore é pequena e pode ser utilizada para medir durezas de peças já acabadas. Equipamento portátil e de fácil utilização. Possibilidade de medir dureza de peças de grandes dimensões que não podem ser colocadas e maquinas de dureza por penetração.
PARA QUE SERVE? A dureza Shore D é adequada para medir a dureza de materiais sintéticos, plásticos rígidos, resinas sintéticas (termoendurecíveis), entre outros.
DUREZA POR PENETRAÇÃO
Um pequeno endentador é forçado contra a superfície do material a ser testado. A profundidade ou tamanho da endentação resultante é medida; quanto mais macio o material mais larga ou profunda é a endentação, e menor o número de dureza. São os ensaios mais utilizados atualmente.
DUREZA BRINELL
Proposta por Brinell em 1900, leva o seu nome e é simbolizada por HB (Hardness Brinell). É definida por N/mm² ou kgf/mm².
Consiste em fazer penetrar lentamente a superfície do material com uma esfera de aço endurecido ou metal duro com 10mm de diâmetro “D”,sob a ação de uma força. Em materiais mais moles, para reduzir endentação excessiva, pode-se reduzir a força.
Empregado para se determinar a dureza dos metais quanto menor a penetração mais duro será o material.
Devido ao tamanho da impressão formada o ensaio pode ser considerado destrutivo.
A superfície do corpo de prova deve ser lisa, plana e estar bem apoiada na superfície.
Vantagens: Baixo custo de equipamentos; Baixo tempo de preparação das superfícies; único possível para materiais pouco homogêneos.
Desvantagens: Não linearidade carga-impressão; Dureza máxima admissível baixa (500HB); necessário um acabamento superficial mínimo; sujeito a erro de medição pelo operador; Impressões grandes, podem inutilizar a peça.
DUREZA ROCKWELL
Uma esfera de aço ou ponta de diamante cônica é usada.
Semelhante à dureza Brinell ao invés de mensurar o diâmetro da penetração, a profundidade é medida.
O teste de Brinell, assim como o de Rockwell, não são adequados para materiais frágeis ou friáveis.
Vantagens: Rapidez; Isenção de erros humanos; Pequeno tamanho de impressão; As superfícies não necessitam de polimento; Pequenas irregularidades são eliminadas pela pré-carga; Não necessita de sistema óptico; Equipamento mais simples.
Desvantagens: Escala C só para aços temperados; Necessidade de usar muitas escalas e esferas diferentes para abranger toda a gama de materiais possíveis; não é uma escala contínua de dureza; funciona para faixas de dureza; O valor de HR não tem relação com a resistência à tração dos materiais ensaiados.
DEFINIÇÃO – ENSAIO
Consiste na impressão de uma pequena marca (endentação), na superfície do material, pela aplicação de pressão com uma ponta de penetração (endentador). A medida é dada em função das características da marca de impressão e da carga aplicada.
MÉTODOS DE DUREZA
Os métodos de medição de dureza mais utilizados são:
Teste de Dureza Rockwell 
 Teste de Dureza Brinell 
 Teste de Dureza Vickers 
Teste de Microdureza (Knoop/Vickers) 
 Teste de Dureza Mohs 
Teste do Escleroscópio – Escala Shore - Durômetro
 MICRODUREZA
Determinação da dureza de pequenas áreas do corpo de prova. O ensaio produz uma impressão microscópica e se utiliza de penetradores de diamante e cargas menores que 1 kgf. Existem dois métodos de medida de microdureza: Knoop e Vickers.
São utilizadas cargas menores pelo fato de a maioria dos materiais utilizados possuírem fases de partículas menores, como as resinas nanoparticuladas, as quais possuem nanopartículas que seriam “desconsideradas” na leitura de um ensaio de dureza tradicional.
A realização do teste consiste em penetrar um endentador de tamanho e forma conhecida em uma superfície plana. O preparo do corpo de prova deve ser criterioso para gerar uma superfície plana e lisa, permitindo que a leitura da endentação seja clara e facilitando a visualização das margens da endentação ao microscópio.
Knoop: Penetrador: Pirâmide alongada - losango Impressão: diagonal maior e menor apresentam uma relação de 7:1 Permite a determinação de dureza de materiais muito frágeis.
Vickers: Relaciona carga aplicada com a área superficial da impressão. Penetrador: Pirâmide de diamante de base quadrada Carga normalmente aplicada de 10 a 15 segundos Valor: Símbolo HV As duas diagonais da endentação deixada na superfície do material são medidas com régua acoplada ao durômetro ou microscópio.
Além de fornecer a dureza, pode disponibilizar os valores do módulo de elasticidade do material; fornece também os dados da curva de carga versus profundidade (tensão x deformação);
Vantagens: Escala contínua; Grande precisão de medida (deformação nula do penetrador); Possibilidade de fazer impressões muito pequenas; Possibilidade de medir durezas em todos os materiais.
Desvantagens: Regulagem de velocidade mais crítica (mais moroso); Superfície muito mais cuidada (maiores ampliações); superfície muito mais cuidada (maiores ampliações). 
 
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Ensaio de Flexão
O ensaio de flexão é utilizado para determinar as propriedades de Resistência à Flexão, Módulo de Elasticidade, Deformação sob Flexão, etc. Essas propriedades são importantes para o controle de qualidade e para avaliar o desempenho dos materiais plásticos quando submetidos a uma carga de flexão.
 O Ensaio de flexão consiste na aplicação de uma carga crescente em determinados pontos de uma barra, mede-se o valor da carga versus a deformação máxima.
As principais propriedades obtidas em um ensaio de flexão são: 
Módulo de ruptura na flexão 
Módulo de elasticidade 
Módulo de resiliência
Módulo de tenacidade
O Teste de resistência de uma barra apoiada em duas extremidades. 
Linha Neutra Mantém sua dimensão inalterada; fica entre a região que se contrai e a que se alonga.
Flexão Força provoca deformação elástica no material Dobramento Força provoca deformação plástica no material
Flexão e dobramento: Utilizam o mesmo ensaio. O ensaio de flexão é realizado em materiais frágeis e resistentes. 
Nos materiais frágeis a flexão é medida através da carga que é utilizada para provocar a fratura do corpo de prova Unidade: Megapascal (Mpa).
Propriedades Mecânicas Avaliadas
Uma dessas propriedades é a tensão de flexão MomentoFletor MOMENTO: Produto da força pela distância do ponto de aplicação da força ao ponto de apoio.
Momento Fletor
Esforço próximo ao apoio, flexão da barra pequena
Esforço no ponto central da barra, flexão da barra máxima
No ensaio de flexão a força é sempre aplicada na região média do corpo de prova e se distribui uniformemente.
Para obter a tensão de flexão é necessário calcular o momento fletor: 
Considera-se a metade do valor da força F/ 2 
E a metade do comprimento útil do corpo de prova L/ 2 Momento Fletor: M = FL /4
Lembrando que tem alguns vídeos que a professora passou!!!