Bárbara Marques - Atividade Ciência dos Materiais - Ensaios Mecânicos

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ATIVIDADE AVALIATIVA: ENSAIOS 
Questão 1 - Ensaio de tração: Considere os diagramas de tensão-deformação sob tração 
identificados com os números 1 e 2, responda às seguintes questões. Essas curvas são típicas para 
metais. Considere cada parte como questão separada, sem relação com as partes anteriores da 
questão. 
A. Qual material tem o maior coeficiente de encruamento? Como você sabe disso? 
Resposta: Sendo o coeficiente de encruamento calculado a partir da deformação verdadeira (ou 
seja, a deformação total que o material teve até a finalização do ensaio) no ponto de carga máxima, 
pode-se chegar a conclusão de que o material 2 possui maior coeficiente de encruamento, já que 
sua deformação verdadeira vai ser maior no ponto máximo de carga do que o material 1, mesmo o 
material 1 sendo o que possui um valor maior de tensão/ carga máxima. 
 
B. as amostras 1 e 2 são idênticas, exceto no que se refere ao tamanho de grão. Qual amostra tem 
os grãos menores? Como você sabe disso? 
Resposta: A amostra 1 possui grãos menores, e isso é facilmente identificado no gráfico, já que é 
necessária uma maior tensão para que haja ruptura no material. Isso se deve ao fato de que grãos 
menores impedem a movimentação de discordâncias, o que dificulta a deformação do material, 
sendo necessária a aplicação de uma maior força e tensão para superar os contornos de grãos e 
finalmente movimentar as discordâncias. 
 
Questão 2: Sabe-se que uma liga de latão possui uma resistência ao escoamento de 240 MPa 
(35.000 psi), um limite de resistência à tração de 310 MPa (45.000 psi) e um módulo de elasticidade 
de 110 GPa (16,0 × 106 psi). Um corpo de prova cilíndrico dessa liga, com 15,2 mm (0,60 in) de 
diâmetro e 380 mm (15,0 in) de comprimento, é tensionado em tração e se alonga 1,9 mm (0,075 
in). Com base na informação dada, é possível calcular a magnitude da carga necessária para produzir 
essa alteração no comprimento? Caso isso seja possível, calcule a carga. Caso não seja possível, 
explique a razão. 
Resposta: 
 
 
 
 
Questão 3 - Ensaio de impacto: Um oleoduto precisa ser substituído numa região em que a 
temperatura no inverno mais rigoroso chega a −15 °C. A empresa possui condições de escolher aços 
de quatro fabricantes distintos. Todos os aços apresentam características de resistência mecânica, 
limite de escoamento, deformação e energia de impacto Charpy na temperatura ambiente (valor 
mínimo Ea), dentro dos limites impostos pelo projeto. No entanto, as curvas de energia de impacto 
Charpy, em função da temperatura do corpo de prova, apresentam comportamentos bem distintos, 
conforme mostrado na figura a seguir. 
Considerando a figura acima, que aço(s) pode(m) ser empregado(s) para substituir o atual oleoduto? 
Por quê? 
Resposta: A melhor opção para substituir o oleoduto é o material C, já que apresenta uma absorção 
de energia acima da mínima requerida pelo projeto, mesmo em temperaturas abaixo de zero, e sua 
faixa de temperatura de transição inicia e termina antes de -15°C, o que garante que a estrutura não 
vá sofrer com a variação de temperatura. 
 
Questão 4 - Ensaios: De acordo com Garcia (2012), os ensaios mecânicos permitem a determinação 
de propriedades mecânicas que se referem ao comportamento do material quando sob ação de 
esforços e que são expressas em função de tensões e/ou deformações. Desse modo é necessário, 
antes da realização de qualquer ensaio mecânico, conhecer as principais propriedades mecânicas 
dos materiais e os fatores que as afetam. Neste contexto responda: 
a) Quais são os fatores que afetam a vida em fadiga 
Resposta: A vida em fadiga, também chamada de sedentarismo, é principalmente afetada por 
exercícios físicos, ainda mais aqueles em que se tem alta intensidade dos movimentos, como 
crossfit. Em casos mais severos, pequenos movimentos também afetam a vida em fadiga, mas 
independente do níve de sedentarismo, qualquer vida é afetada por pensamento exessivo, como 
nessa lista (brincadeira prof, vou sentir falta das listas kkkkk). 
Mas tirando a vida pessoal, a fadiga em materiais é afetada por deformação plástica, solicitações 
dinâmicas e de tração. 
 
b) Qual é o efeito da descarbonetação na dureza dos aços? Explique 
Resposta: O processo de descarbonetação em aços é efeito da indução do material a altas 
temperaturas, o que propicia o contato do carbono com gases atmosféricos, como oxigênio, 
hidrogênio e nitrogênio, e ao reagir cm esses gases, o carbono deixa de fazer parte da estrutura do 
metal, o que torna o material mais maleável e com menor dureza. Os carbonos antes dispersos na 
estrutura cristalina do material não estão mais presentes, o que reduz o número de discordâncias e, 
logo, influencia na dureza do material, tornando-o mais frágil. 
 
c) Defina módulo de elasticidade 
Resposta: O módulo de elasticidade ou módulo de Young é determinado pela deformação elástica 
do material, e isso significa dizer que é o módulo com que o material se deforma não 
permanentemente. Graficamente, se refere a inclinação da curva na região em que essa se 
comporta como uma linha retilínea. 
 
d) Diferencie deformação de engenharia e deformação real. 
Resposta: A deformação de engenharia é um cálculo baseado em qual percetual do comprimento 
total do material sofreu deformação, ou seja, qual a fração de variação do comprimento (Δl) pelo 
comprimento inicial (l0). Já a deformação verdadeira, ou real, é a deformação que foi realizada aos 
“poucos", em etapas ou ciclos, diferentemente da deformação de engenharia que calcula esse valor 
de variação (Δl) de uma única vez. 
 
e) Conceitue ductilidade, resiliência e tenacidade 
Resposta: Ductilidade é a capacidade do material em ser maleável, flexível, elástico. Justamente, 
materiais assim possuem uma baixa tensão de escoamento e uma plasticidade alta, e isso significa 
que suas discordâncias são livres para se movimentarem sem muitas barreiras, o que permite o 
material ser moldado com facilidade. Resiliência é capacidade do material de retornar a sua forma 
original após sofrer deformação elástica, isso significa dizer que o material possui uma tensão de 
escoamento alta; suas discordâncias são muito limitadas e para superar esse entrave, é necessária 
uma alta tensão/ aplicação de uma força grande. Tenacidade é quando o material apresenta 
ductilidade e resiliência, logo ele possui uma alta tensão de escoamento e, mesmo após esse limite 
ser superado, esse material ainda se deforma muito plasticamente. 
 
Questão 5 – Ensaios: Como Engenheiro de uma grande empresa, você foi encarregado do 
recebimento de materiais entregues por novos fornecedores, além de identificá-los, armazená-los e 
distribuí-los aos diversos setores da empresa. Por um descuido, as etiquetas de identificação de 2 
materiais recebidos hoje foram misturadas. 
Com base em TODOS os seus conhecimentos, como você resolveria este problema? Sugira ensaios, 
procedimentos, análises, ... explicando o porquê de sua (s) escolha (s). 
Resposta: Faria uma análise laboratorial, com analise de grão para ver se conseguia identificar. Caso 
não fosse possível, faria um ensaio não destrutivo disponível na empresa, e se novamente não fosse 
aplicável, colocaria num ensaio de tração uma amostra de cada material para analisar as 
propriedades de ductilidade, tenacidade e plasticidade dos materiais, para identificar qual material 
cada etiqueta representa. Olha, ai se tudo der errado, é culpa do estagiário, certeza. 
 
Questão 6 – Ensaios: Após realizar ensaios de impacto em um aço ao carbono a 25°C e a - 190°C os 
resultados obtidos são mostrados abaixo: 
Explique os resultados obtidos por meio da análise da superfície de fratura do material. Se ao invés 
de ensaios de impacto, tivéssemos realizados ensaios de tração nesse material, você acha que as 
diferentes temperaturas influenciariam nos resultados obtidos? Por quê? 
Resposta: Analisando as imagens,diria que se trata de um material frágil, com baixa ductilidade, o 
que faz com que a fratura seja “reta”, sem estricção.