6 1 - Ensaio de Torção

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Ensaio dos Materiais 
Ensaio de Torção 
Ensaio dos Materiais 
Introdução 
O teste de torção não encontrou a aceitação geral nem o uso que têm 
sido creditados ao teste de tração. E não foi padronizado tanto quanto 
o teste de tração sendo raramente requerido nas especificações dos 
materiais. 
Entretanto, é um teste útil em muitas aplicações de engenharia e 
também em estudos teóricos do escoamento plástico. 
O ensaio pode ser realizado em peças em tamanho natural, como em 
eixos. eixos de roda e brocas helicoidais que estão submetidos a 
carregamento em torção durante o serviço. 
Em altas temperaturas ele pode ser usado para avaliar a forjabilidade 
de metais. 
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Corpo de prova 
Corpo de prova para ensaio de torção a quente. Medidas em milímetros. 
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Máquina de torção 
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Tensão cisalhante: 
τ = tensão cisalhante (kg/mm2); 
MT = momento torcional (kg.mm); 
r = distância radial medida do centro da 
barra (mm); 
J = momento de inércia polar (mm4). 
𝜏 =
𝑀𝑇 ∙ 𝑟 
𝐽
 𝜏𝑚𝑎𝑥 =
16 ∙ 𝑀𝑇
𝜋 ∙ 𝐷3
 
𝜏 =
16 ∙ 𝑀𝑇 ∙ 𝐷1
𝜋 ∙ 𝐷1
4 − 𝐷2
4 Corpo de prova tubular. 
Propriedades Mecânicas em Torção 
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Deformação Cisalhante (𝛾) 
θ - ângulo de torção; 
L – Comprimento do cp; 
r - raio. 
𝛾 = tan 𝜙 =
𝑟 ∙ 𝜃
𝐿
 
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Propriedades Mecânicas em Torção 
Módulo de elasticidade transversal 
Assim com o no ensaio de tração pode-se obter pelo gráfico tensão-deformação 
o valor de E (módulo de elasticidade), no ensaio de torção existe o seu 
equivalente, que é o módulo de elasticidade transversal G, dado pela expressão: 
𝐺 =
𝜏
𝛾
 ou 𝐺 =
𝑀𝑇∙𝐿
𝜃∙𝐽𝑝
. 
Jp = é o momento polar de inércia da secção, em relação ao seu centro 
𝐽𝑃 =
𝜋∙𝐷4
32
 - Cp circular. 
𝐽𝑃 =
𝜋∙𝐷1
3∙𝑒
4
∙ 1 −
3∙𝑒
𝐷1
+
4∙𝑒2
𝐷1
2 −
2∙𝑒3
𝐷1
3 - Cp tubular. 
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Limite de proporcionalidade e limite de 
escoamento 
Limite de proporcionalidade: tensão de cisalhamento 
máxima na zona elástica que ainda mantém a 
proporcionalidade entre a tensão e a deformação. 
Limite de escoamento: devido ao gradiente de tensões 
ao longo do diâmetro de uma barra sólida, as fibras 
superficiais são freadas ao escoamento pelas fibras 
internas menos tensionadas. Então a primeira 
manifestação de escoamento geralmente não é logo 
aparente com os instrumentos comuns para medida de 
ângulos de torção. 
 
Propriedades Mecânicas em Torção 
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Resiliência, módulo de ruptura, ductilidade e tenacidade 
Propriedades Mecânicas em Torção 
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Tipos de Falhas em Torção 
As falhas em torção são diferentes das falhas 
por tração pois apresentam uma pequena 
redução de área localizada ou elongação. 
Um metal dúctil se rompe por cisalhamento ao 
longo de um dos planos de tensão cisalhante 
máxima. 
Um material frágil se rompe em torção ao 
longo de um plano perpendicular à direção da 
tensão de tração máxima. 
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Ensaio de torção isotérmico 
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Recuperação 
Estágios da recuperação. (1) Emaranhado de discordância, (2) rearranjo das discordâncias e 
formação de novas células, (3) aniquilação das discordâncias nas paredes das células e (4) 
formação dos subgrãos. 
Recuperação é um processo que diminui a energia de deformação pela aniquilação e 
rearranjo das discordâncias e de outros defeitos, como por exemplo as lacunas e 
interstícios. Não existe nenhum movimento de grão envolvido, mas um rearranjo das 
discordâncias em contornos de subgrão. 
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Recristalização 
Mecanismos de nucleação através de formação de colares sucessivos. (1) Grão original; (2) 
primeira etapa ocorrendo junto aos contornos de grão, quando a deformação crítica é superada; 
(3) segunda etapa ocorrendo junto aos grãos recristalizados dinamicamente; (4) terceira etapa, 
idem a segunda e (5) quarta etapa, que corresponde ao estado estacionário 
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Encruamento x Recuperação X Recristalização 
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Ensaio de torção isotérmico 
1000°C 
800°C 
900°C 
650°C