Aula- Ensaios destrutivos

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ENSAIOS MECÂNICOS DESTRUTIVOS
Bibliografia Recomendada
Quais são as propriedades de interesse nos materiais?
Ensaios Mecânicos de Materiais
Ensaio de tração 
Ensaio de fadiga Ensaio de dureza Ensaio de impacto
Ensaio de tração
Princípio do ensaio: 
Célula de carga
CP
Extensômetro 
Movimento
Ensaio de tração
Princípio do ensaio: 
Célula de carga
CP
Extensômetro 
Movimento
Normas: 
ASTM E 8 (Ensaio de tração para materiais metálicos em 
temperatura ambiente);
ASTM E 21 (Ensaio de tração para materiais metálicos em 
temperatura elevada).
Principais informações obtidas:
Tensão de escoamento (MPa);
Tensão máxima suportada (MPa);
Tensão limite de ruptura;
Módulo de elasticidade (GPa);
Deformação máxima (mm).
Curvas tensão-deformação?
Ensaio de tração (Parâmetros)
Célula de carga
CP
Extensômetro 
Movimento
Principais parâmetros do ensaio:
Condição do CP (forjado, fundido, soldado...)
Velocidade do ensaio (mm/s ou mm/min);
Qual a temperatura/atmosfera do ensaio?
Geometria do CP;
Número de repetições, expressão dos resultados;
Vista frontal Vista lateral 
Dispositivo para ensaiar tubos 
soldados de parede fina
Dispositivo para ensaiar soldas 
sobrepostasEnsaio de tração (Aplicações)
Dispositivo para ensaiar soldas 
sobrepostasEnsaio de tração (Aplicações)
- Característica comum a todos os CP´s é a presença da seção reduzida;
- As dimensões sugeridas são encontradas na norma de ensaio. 
Ensaio de tração (Corpos de prova)
Principais características:
- Capacidade de força em kN;
- Sistema: Eletromecânico ou hidráulico; 
- Deslocamento máximo.
Hidráulica Eletromecânica
Ensaio de tração (Máquinas de ensaio)
Efeito da velocidade de ensaio no comportamento mecânica
Deformação (mm/mm)
T
en
sã
o
 n
o
m
in
al
 (
M
P
a)
Ensaio de tração (Efeito dos parâmetros de ensaio)
Efeito da temperatura
Curva tensão-deformação (Dúctil x frágil)
Ensaio de tração (Ductilidade)
Moderada
Ductilidade
FrágilAlta
Ductilidade
Frágil 
Dúctil
Deformação
T
en
sã
o
 Os principais ensaios de dureza são Rockwell, Brinell e Vickers;
 O equipamento para medir dureza é chamado durômetro;
 O ensaio consiste em aplicar uma carga por intermédio de
indentador por um determinado tempo na superfície da peça.
Durômetro
Ensaios de dureza
Brinell (HB) Vickers (HV) Rockwell C (HRC)
Durômetro
Ensaio de dureza HRC (Rockwell)
 Dureza é determinada pela diferença de penetração resultante da aplicação de uma carga
inicial menor (pré-carga 10 kg) e logo após uma carga maior (60, 100 e 150 kg);
 Muito utilizada para aços temperados;
 Tempo de penetração: 15 a 30 s
Ensaio de dureza HRC (Rockwell - ASTM E18)
Durômetro Rockwell
Valor de dureza lido no mostrador
Durômetro
Ensaio de dureza HB - Brinell
 No ensaio Brinell um indentador esférico (2,5; 5 ou 10 mm) é forçado contra a superfície do material a ser
testado, o diâmetro da impressão resultante no material é medida e então convertida para um número HB com
auxílio de uma tabela ou fórmula; As cargas variam de 500 e 3000kg.
D = Ø esfera (mm)
d = Ø calota (mm)
P = Carga (kg)
Fórmula
Durômetro Brinell
Ensaio de dureza HB (Brinell –ASTM E10)
Durômetro
Ensaio de dureza HV (Vickers)
 No ensaio Vickers um penetrador muito pequeno com geometria piramidal é forçado contra a superfície do material a
ser testado. As cargas aplicadas variam de 1g até 5 kg. A impressão observava na superfície do material é medida e
então convertida para um número de dureza Vickers;
Indentador Vickers (Pirâmide de diamante)
Indentação Vickers
Ensaios de dureza HV (Vickers –ASTM E384)
Durômetro Vickers
Obs: a superfície deve estar polida! 
Ensaios de dureza HV (Vickers –Aplicações)
Microdurômetro HV
Microdureza de camadas cementadas Microdureza de camadas nitretadas
Microdureza de camadas 
temperadas por indução
Microdureza em soldas
 A superfície deve estar plana e livre de sujeiras, oxidações plana;
 Não é recomendado o corte da amostra por oxi-corte;
 As indentações devem ser feitas com espaçamento mínimo de 2,5X o tamanho da
indentação;
 A carga e tempo de aplicação deve ser compatível com o material. Ex: aços temperados
deve usar cone de diamante e não esfera de aço;
 Atentar para a espessura mínima da amostra;
Ensaios de dureza (Preparação dos corpos de prova)
 Ensaio padronizado utilizado para medir a resistência ao impacto de materiais metálicos;
 O aparelho de teste consiste de um pêndulo de massa e comprimento conhecido que é deixado cair
de uma altura conhecida, impactando o material a ser testado.
 A energia pode ser medida, comparando a diferença em altura do martelo antes e depois da fratura
(de energia absorvida pelo evento de fratura)
Ensaio de Impacto (ASTM E23)
Corpo de prova rompido após o ensaio
Ensaio de Impacto
Dimensões padrões do corpo de prova para ensaio Charpy conforme a norma ASTM E23
Ensaio de Impacto (Corpos de prova)
Unidade mm
Pergunta: E se não for possível extrair da 
peça um corpo de prova com estas 
dimensões?
Ensaio de Impacto (Orientação dos corpos de prova)
Ensaio de Impacto
 Influência da orientação dos 
corpos de prova e da 
temperatura)
Expansão lateral é uma medida de ductilidade do corpo de prova. Quando um metal ductil é fraturado, um par de 
“orelhas” fica esprimido no lado da compressão. A quantidade de deformação é medida e expressada em milímetros de 
expansão lateral.
Ex: Norma ASME B31.3 especifica uma expansão lateral de 0,38 mm para materiais de parafusos.
Aparência da fratura: 
Opaca e fibrosa
Sem expansão lateral
Fratura frágil
a+b = expansão lateral
Fratura Ductil
Entalhe
Contração 
lateral
Aparência da fratura: 
Brilhosa e cristalina
Fratura frágil
Fratura Dúctil
Ensaio de Impacto (Expansão lateral do corpo de prova)
E
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Ensaio de Impacto (determinação da % de cisalhamento nos corpos de prova)
Quais são os testes requeridos conforme a figura abaixo? Norma AWS A 5.17
Ensaio de Fadiga
Ensaio de Fadiga
Ensaio de Fadiga (Corpos de prova)
Ensaio de Fadiga (Propagação de trincas)
FIM DA AULA
OBRIGADO PELA ATENÇÃO