ENSAIOS DESTRUTIVOS E NÃO DESTRUTIVOS

ENSAIOS DESTRUTIVOS E NÃO DESTRUTIVOS


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ENSAIOS DESTRUTIVOS E NÃO DESTRUTIVOS
ENSAIO DE TRAÇÃO
Figura 1: Diagrama Tensão X Deformação
Lei de Hooke: 	;	
 \u2013 Módulo de Young, Módulo de Elasticidade ou Índice de proporcionalidade
 \u2013 Zona elástica, obedece à Lei de Hooke
Figura 2: Comparação da Rigidez entre dois materiais
Figura 3: Limites de escoamento inferior e superior de um material (alguns autores consideram C como limite inferior).
Método dos Desvios (Determinar Limite de Escoamento Convencional)
0.2% - caso geral; 0.5% - cobre; 0.1% - caso especial (ligas metálicas muito duras)
Figura 4: Método do Desvio para determinação dos limites convencionais de escoamento.
Método de Johnson (Limites de Proporcionalidade e Elasticidade)
Figura 5: Método de Johnson (variações A e B) para determinação do limite de proporcionalidade do material
A) Traça-se uma reta horizontal CE, onde DE = 0.5*CD, obtendo-se OE. A seguir, traça-se FG, que tangencia a curva no ponto A. Ou
B) Traça-se uma reta FD fora curva, onde FD=1.5*FE no qual o ponto E é continuação da ret da zona elástico. O ponto A o ponto de tangência à curva da reta MN paralela a OD.
Propriedades dos Materiais
Resiliência: é a capacidade de um material sofrer esforços e não se deformar plasticamente (regime elástico)
 \u2013 Módulo de resiliência
Tenacidade: é a capacidade de um material de se deformar sem se romper (região plástica)
Coeficiente de Poisson: Coeficiente que mede a rigidez do material na direção perpendicular à direção da carga de tração uniaxial aplicada. V entre 0,25-0,35 para maioria dos metais, sendo 0,33 o valor adotado na maioria dos casos.
Figura 6: Coeficiente de Poisson
 - Deformação Lateral
Regime Plástico
Limite de Resistencia Máximo
Limite de Ruptura do Material
Tenacidade
K \u2013 módulo de resistência (região plástica)
n \u2013 coeficiente de encruamento
ENSAIO DE COMPRESSÃO
Material Dúctil
Figura 7: Ensaio de compressão em material dúctil, deformação sem ruptura
Material Frágil
Figura 8: Ensaio de compressão em material frágil, fratura sem deformação lateral
Cuidados:
Centralização 
Relação comprimento - diâmetro (L/D) entre 3-8 (flambagem)
Atrito
Lubrificação garra/peça
Paralelismo
Considerações sobre flambagem e atrito durante a compressão:
Evita-se a flambagem dimensionando-se o CP de modo a se obter uma tensão máxima menor que a tensão crítica que provocaria a flambagem. Uma estimativa da carga crítica, Qc, que provocaria a flambagem na zona plástica de um corpo de prova sólido é dado pela expressão.
J - momento de inércia da seção transversal
L - comprimento do corpo de prova entre as placas da máquina
 - Inclinação da curva
Para corpos de provas cilindricos a tensão critica é:
Para seção retangular com espessura igual a "b":
Quanto maior a zona plástica apresentada pelo material (metal) no ensaio de compressão, maior deve ser a relação D/L ou b/L, pois nesta zona a inclinação da reta é pequena.
A flambagem na zona elástica pode ser estudada pela carga crítica. Onde:
ENSAIO DE DUREZA 
Largamente utilizada na especificação de materiais, nos estudos e pesquisas mecânicas e metalurgiicas e na comparação de diversos materiais.
Metalurgista: dureza significa a resistencia a deformação plástica
Mecânica: reistência a penetração de um material duro no outro
Projetista: base de medida para o conhecimento da resistencia e do tratamento térmico ou mecanico de um metal e sua resistencia ao desgaste
Usinagem: medida de resistencia ao corte do metal
Mineralogista: a resistencia ao risco que um material pode fazer a outro.
Pode-se dividir o ensaio de dureza em 3 tipos principais: penetração, choque e risco.
Por risco é raramente usado para metais. Com este tipo de dureza, vários minerais e outros materiais são relacionados quanto a possibilidade de um riscar o outro.
A escala de dureza chamada de Mohs, foi a pioneira neste estudo. São dez minerais padrões arranjados na ordem da possibilidade de ser riscado pelo mineral seguinte.
Figura 9: Escala Mohs
Risco: Marters/Hanhis/Bergman/Bierbaum
Os tipos de dureza por penetração e por choque são mais utilizaados no ramo da mecânica e metalurgia sendo a dureza por penetração a mais difundida.
Ensaios de dureza por penetração: Brinell, Rockwell, Knoop, Vickers e Meyer
Ensaios de dureza por choque: Shore
Dureza Brinell
 
Figura 10: Ensaio de dureza Brinell
Dureza brinell consiste em comprimir lentamente uma efera de aço de diâmetro D, sobre a superficie plana polida e limpa de um metal através de uma carga Q, durante umtempo t.
O valor de d deve ser tomado como a média de duas leituras feitas a 90° uma da outra.
A dureza brinell é definida em N/mm² (kgf/mm²), como o quociente entre a carga aplicada pela área de contato (área superficial) a qual é relacionada com os valores D e d, conforme expressão
p - profundidade de penetração
Inicialmente Brinell propôs uma carga Q igual a 3000 kgf e uma esfera de aço com 10 mm de diametro.
- Para metais mais macios a carga pode ser diminuida para evitar uma impressão muito grande ou muito profunda
- Para corpos de prova pequenos, pode-se também diminuir o valor de D a fim de que a impressão não fique muito perto das bordas do CP
-Para materiais com elevada dureza HB>500 kgf/mm², deve-se susbstituir a esfera de aço por esfera de carboneto de tungstênio.
-O tempo t é geralmente de 30 segundos mas pode ser alterado para seguir algumas exigencias normativas.
-A localização de uma impressão brinell deve ser tal que mantenha um afastamento das bordas do CP de no miniimo 2,5*d.
-A distancia entre duas impressões brinell deve ser no minimo 5*d
Limitações/Dificuldades/Erros
-Quando a carga Q aplicada na superficie do metal é removida, há sempre uma recuperação elástica de modo que o diâmetro da impressão d não é o mesmo de quando a esfera está em contato com o metal, há um aumento do raio de curvatura da impressão. Tanto maior quanto mais duro for o metal, por que os metais muito duros possuem pouca deformação plastica.
-Metal recozido com grande capacidade de encruamento pode acontecer que o diâmetro da impressão real seja diferente do medido, devido a um amassamento do metal pela esfera que mascara a calota esférica obtida.
-Para metais trabalhados a frio, com pequenas capacidade de encruamento, pode ocorrer uma aderência das bordas do metal na esfera, de modo que o diâmetro medido fica maior que o diâmetro real.
-Quando uma impressão é distorcida (metais muito moles) deve-se diminuir a carga para tentar obter uma impressão mais circular possível, porém isso nem sempre é possível. Aceita-se uma variação dos dois diâmetros d medidos à 90° um do outro de até 0,06 mm.
-A esfera deve ter dureza superior a do metal sendo analisado em pelo menos 2,5x, a fim de se evitar a deformação da esfera o que acarretaria em erros de leitura HB. Se for necessáriom optar pela esfera de carboneto de tungstênio sinterizado.
-Dependendo das dimensões da impressão Brinell a peça (CP) pode ser inutilizado.
-Não é a annálise mais adequada para peças que sofreram tratamentos térmicos superficiais, tais como cementação, nitretação, etc.
-Superfícies não planas não são propícias para o ensaio brinell. Admita-se uma superfície com raio de curvatura minimo de 5x mais o diâmetro da esfera utilizada.
-Única análise de dureza aceita para metais que tenha uma estrutura interna não uniforme como é o caso dos FoFo cinzentos.
Relação entre uma dureza Brinell e o limite de resistencia convencional
Existe uma relação empírica entre a dureza Brinell e o limite de resistência de alguns materiais muito útil, diminuindo a necessidade de se realizar ensaios de tração. Essa relação é dada pela equação:
C depende do grau de encruamento e seu valor para alguns materiais é fornecida na tabela a seguir
Para metais com HB>380, deve-se evitar o uso de qualquer relação com o limite de resistência
Dureza Meyer
A aproximação citada no item sobre dureza brinell a respeito da relação Q/D² é suprmida. se em lugar