RELATORIO ENSAIOS DE MATERIAIS

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ 
CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE ANANINDEUA 
FACULDADE DE ENGENHARIA DE MATERIAIS 
 
 
Curso de bacharelado em Engenharia de Materiais 
Ensaio de Materiais 
 
201761340001 - Krishana Carvalho de Alencar 
201761340041 - Pedro Ricardo Carrias Carvalho 
 
 
RELATÓRIO DE VISITA TÉCNICA 
Ensaio mecânico de tração em ligas de Al 5083 
 
 
 
 
ANANINDEUA 
2019 
 
 
 
201761340001 - Krishana Carvalho de Alencar 
201761340041 - Pedro Ricardo Carrias Carvalho 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DE VISITA TÉCNICA 
Ensaio mecânico de tração em ligas de Al 5083 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANANINDEUA 
2019 
Relatório de visita técnica, 
apresentado à disciplina de Ensaio 
de Materiais, do curso de Engenharia 
de Materiais da Universidade Federal 
do Pará, referente a 2ª avaliação, 
sob a orientação do professor Ms. 
Pedro Paulo. 
 
 
 
 SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO4 
1.1 OBJETIVOERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO. 
2 MATERIAIS E MÉTODOS13 
2.1 MÁQUINA DE ENSAIO UNIVERSAL13 
2.2 CURVA DE CARGA X ALONGAMENTO4 
2.3 TENSÃO DE ENGENHARIA E DEFORMAÇÃO4 
2.3 CORPOS DE PROVAERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO. 
2.4 REALIZAÇÃO DO ENSAIO13 
3 RESULTADOS E DISCUSSÕES13 
4 CONCLUSÃO4 
REFERÊNCIASERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO. 
 
 
 
 
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 1 INTRODUÇÃO 
O ensaio de tração é um dos ensaios mecânicos de tensão-deformação 
mais comum. Este pode ser empregado para caracterizar varias propriedades 
mecânicas dos materiais que são importantes para projetos. 
Nesse ensaio mecânico uma amostra é deformada, geralmente até a sua 
fratura, por uma carga de tração que é aumentada gradativamente e é aplicada 
uniaxialmente ao longo do eixo do corpo de provas. 
Normalmente o corpo de provas apresenta seção transversal circular, mas 
também são utilizados corpos de prova com seção retangular. Segundo Callister 
(2013), essa configuração de corpo de provas, com a forma de um “osso de 
cachorro”, foi escolhida porque, durante os ensaios, a deformação fica confinada à 
região central mais estreita, pois nessa área existe uma maior concentração de 
tensão, e ainda, para reduzir a probabilidade de fratura nas extremidades do corpo 
de provas. 
O diâmetro-padrão dos corpos de prova é de aproximadamente 12,8 mm 
(0,5 in), enquanto o comprimento da seção reduzida deve ser o equivalente a pelo 
menos quatro vezes esse diâmetro; o comprimento de 60 mm (21/4 in) é comum 
(CALLISTER, 2013). 
A máquina de ensaios de tração é projetada para alongar o corpo de provas 
em uma taxa constante, ao mesmo tempo em que mede contínua e 
simultaneamente a carga instantânea que está sendo aplicada e os alongamentos 
resultantes. O ensaio leva alguns minutos para ser realizado e é destrutivo, ou seja, 
a amostra é deformada até a fratura. A fratura ocorre a 45º. 
O alumínio 5083 dispõe de uma excelente usinagem e estabilidade, com 
uma dureza entre 75 e 95HB, variável conforme espessura, sendo muito utilizado 
em pequenas produções. O alumínio 5083 contém de 3 a 5% de adição de cromo e 
manganês, apresentando as melhores características das ligas de alumínio semi-
acabados da série 5000. Garante uma boa soldabilidade, além disso, uma 
interessante resistência, sobretudo na atmosfera marinha. São amplamente 
utilizados no segmento naval e na indústria em geral. (COPPERMETAL, 2019). 
 
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 1.1 OBJETIVO 
 Observar e documentar o ensaio mecânico de tração dos corpos de prova de 
Alumínio 5083; 
 Relatar todas as características do ensaio e da máquina utilizada; 
 Analisar o gráfico de tensão x deformação desenvolvido; 
 Avaliar o comportamento mecânico dos materiais ensaiados, em função dos 
resultados obtidos. 
 
2 MATERIAIS E MÉTODOS 
A visita técnica foi realizada no dia 22 de Novembro de 2019 no laboratório 
de ensaios mecânicos da faculdade de Engenharia Mecânica, localizado na 
Universidade Federal do Pará, no campus do Guamá. 
Foram ensaios corpos de prova de alumínio de seção transversal circular 
com diferentes % de carbono, de origem desconhecida. O ensaio de tração foi 
conduzido à temperatura ambiente e a carga foi aplicada axialmente no corpo de 
provas até o a ruptura, conforme indicações da Norma ASTM E-8. 
2.1 MÁQUINA DE ENSAIO UNIVERSAL 
Para a realização do ensaio mecânico de tração foi utilizada a máquina de 
ensaio universal SHIMADZU modelo EHF-EB50kN-10L da marca SERVOPULSER 
(Fígura 1). Ela é recomendada para grande faixa de aplicações de ensaios de fadiga 
e de testes de resistência a fraturas. 
 
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Figura 1 – Máquina de ensaio universal SHIMADZU modelo EHF-EB50kN-10L. 
 
Fonte: Própria. 
 
A máquina utilizada apresenta um sistema hidráulico, a qual é conectada em 
um computador por onde são feitos os resultados a partir dos pontos gerados. A 
parte de baixo é fixa, enquanto que a parte de cima é móvel. Ela tem duas válvulas: 
uma delas é a válvula de segurança; a outra permite regular a pressão do óleo, 
influenciando na velocidade média do ensaio. 
2.2 CURVA DE CARGA X ALONGAMENTO 
A partir dos dados advindos dos ensaios de tração, são construídos gráficos 
de carga e alongamento que mostram como o material reage para uma determinada 
carga. Os materiais possuem um padrão de comportamento para baixas tensões e 
para tensões mais elevadas, até o ponto de ruptura. Para regiões de baixas tensões 
aplicadas, a lei de Hooke pode ser relacionada. Sendo regiões em que ao cessar a 
tensão o material recupera a forma inicial. Trata-se de comportamento elástico, em 
que a deformação do material varia linearmente com a tensão aplicada e a 
constante de proporcionalidade se chama módulo de elasticidade ou módulo de 
Young (GUSMÃO, G.S, SANTOS, N.L, BOAS L. M. V, LOPES, M.N.). 
 
 Em que é a tensão aplicada, o módulo de Young e a variação de 
comprimento do material. Como não tem unidade relacionada, o módulo de Young 
tem as mesmas unidades da tensão aplicada. 
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 Gráficos de carga e alongamento para as amostras de metais que foram 
utilizadas para os ensaios de tração serão explorados mais adiante com o intuito de 
se obter o módulo de Young a partir dos dados experimentais. 
 
2.3 TENSÃO DE ENGENHARIA E DEFORMAÇÃO 
Conforme Askeland (2013), a tensão de engenharia e a deformação de 
engenharia, define-se pelas equações 1 e 2 a seguir: 
 
 
 
 
Onde: 
σ = tensão de engenharia; 
F = carga aplicada; 
Ao = área da seção transversal inicial 
 
 
 
 
 
Onde: 
ε = deformação de engenharia; 
 ∆l = variação do comprimento sob a força; 
 lo = comprimento útil inicial do CP 
 
2.4 CORPOS DE PROVA 
Os corpos de prova de Al 5083 foram medidos com paquímetro antes e 
depois o experimento, para comparação. A Fígura 2 apresenta os corpos de prova 
de aço utilizados antes do ensaio de tração. 
 
 
 
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Figura 2 – Corpos de prova utilizados antes do ensaio de tração. 
 
Fonte: Própria 
O primeiro corpo de provas utilizado apresentou uma largura de 5,82 mm, a 
espessura foi de 4,95 mm e o comprimento útil foi igual a 30 mm. O segundo corpo 
de provas teve um largura de 5,96 mm, a espessura e o comprimento útil 
mantiveram-se os mesmos. A Tabela 1 mostra os dados para o ensaio de tração. 
 
Tabela 1 – Dimensões dos corpos de prova. 
Corpos de prova Largura (mm) Espessura (mm) Comprimento útil 
(mm) 
Al 5083 1 5,82 4,95 30 
Al 5083 2 5,96 4,95 30 
 
2.5 REALIZAÇÃO DO ENSAIO 
Para iniciar o ensaio, a máquina deve estar devidamente regulada e com a 
pressão hidráulica correta, para não haver erros de medidas. Além disso, devem-se 
retirar as folgas do mecanismo antes de realizar o ensaio. 
Após calibrar a máquina e medir os corpos de prova, a amostra foi 
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devidamente fixadas às garras, ajustando manualmente a altura da barra tracionada 
para que as garras ficassem alinhadas e iniciou-se o ensaio. 
O ensaio foi observado
através do software, onde foi definido o método 
utilizado no ensaio, as dimensões do corpo de provas, a velocidade do ensaio e de 
retorno, os limites de operação do equipamento, entre outros. O gráfico é formado 
por 10 pontos por segundo no software. Então, o corpo de prova foi submetido a um 
esforço e sofreu um alongamento até a ruptura, devido a aplicação de uma carga 
gradativa. 
Após a ruptura do material o ensaio foi finalizado, e então, observou-se o 
gráfico de tensão x deformação, gerado pelo software. O experimento completo 
variou de 8 a 10 minutos, onde a carga utilizada foi de 54 kN e velocidade de 2 
mm/min. A Figura 3 mostra o processo de deformação até a ruptura do material. 
 
Figura 3 – Processos de deformação do material até a ruptura.
 
Fonte: Própria 
 
 3 RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 A Fígura 4 mostra os corpos de prova após a realização do ensaio de tração, 
na qual é possível analisar a ruptura dos materiais. 
 
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Figura 4 – Corpos de prova utilizados depois do ensaio de tração.
 
Fonte: Própria 
 
 De acordo com a Fígura 4 nota-se que, para os dois corpos de prova, a 
ruptura ocorreu de forma desordenada, não se concentrando na região próxima ao 
centro dos CP’s. No segundo corpo de prova é possível notar a ruptura bem próxima 
a região de transição de largura. 
 Através do ensaio mecânico de tração realizado nos corpos de prova foi 
possível verificar os limites de escoamento, de resistência à tração e alongamento. 
 A Tabela 2 apresenta os resultados obtidos no ensaio para os corpos de 
prova na condição inicial, assim como a média aritmética de cada um. 
 
Tabela 2 – Resultados do ensaio de tração. 
CP Módulo de 
elasticidade 
(GPa) 
Força máxima 
(kN) 
Tensão 
máxima (MPa) 
Tensão de 
ruptura (MPa) 
1 33,9 0,99725 334,973 177,115 
2 32,3 0,7865 321,478 200,664 
 
 De acordo com a Tabela 2 é possível notar que houve uma pequena variação 
do módulo de elasticidade e tensão máxima entre os CP’s, em contra partida, a força 
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máxima variou de 0,78 a 0,99 e o ponto de ruptura de 177,11 a 200,66. O módulo de 
elasticidade para os dois CP’s avaliados está de acordo com as normas de finidades 
para essa liga, que é de até 70 GPa (METALTHAGA, 2015). A tensão de ruptura 
para essas ligas, segundo Metalthaga (2015), é de 290 MPa, sendo assim os CP’s 
estão conforme o solicitado. 
 O gráfico 1 apresenta os resultados, em percentagem, do ensaio de tração 
para os dois corpos de prova. 
 
Gráfico 1 – Curva de tensão aplicada (MPa) vs alongamento (mm) dos 
corpos de prova. 
 
 
 Com base no Gráfico 1 de força vs alongamento para os corpos de prova 
nota-se um comportamento característico e similar da curva de força vs alongamento 
para todos os corpos de prova. O limite de resistência à tração variou de 630,61 
MPa a 641,03 MPa, sendo atingido em média com aproximadamente 8,9 mm de 
alongamento. Conforme a norma para as propriedades mecânicas de ligas de 
alumínio 5083 o alongamento deve ser de 10-15 % (METALTHAGA, 2015), portanto 
os corpos de prova estão de acordo com a solicitação. 
 De acordo com os dados fornecidos foram feitos os cálculos de tensão e 
deformação de engenharia para os dois corpos de prova, que são mostrados a 
seguir. 
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Para CP 1: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Para CP 2: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Conforme os resultados a tensão e deformação de engenharia para os dois 
corpos de prova estão de acordo com a norma padrão para as ligas de alumínio 
5083. 
 
 4 CONCLUSÃO 
 A partir do ensaio de tração realizado nos corpos de prova de Al 5083 foi 
possível estudar as propriedades mecânicas dos materiais, além do entendimento 
de forma objetiva da ruptura dos corpos de prova ao serem submetidos a uma força 
de tração. Além disso, foi possível conhecer o comportamento dos materiais e 
realizar os cálculos das propriedades mecânicas. 
 Com relação aos resultados obtidos pelo ensaio de tração, é possível afirmar 
que todos estão dentro do limite especificado pelo fabricante e referências 
bibliográficas. 
 
 
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 REFERÊNCIAS 
ASTM E8/E8M. ASTM E8/E8M-09. ANNUAL BOOK OF ASTM STANDARDS. 
Metals Test Methods and Analytical Procedures, Disponível em: < 
http://www.unicamp.br/bc/ > Acessado em: 26/novembro/2019. 
ASKELAND, D. R. Ciência e engenharia dos materiais. São Paulo: Cengage 
learning, 2013. 
CALLISTER, Willian. Ciência e Engenharia dos Materiais, uma introdução. 7ª 
Edição, 2013. 
Ligas de Aluminio 5083. Disponivel em: < https://metalthaga.com.br/wp-
content/uploads/2015/11/4-METALCAST-3-Ligas-de-Aluminio-5083.pdf > Acessado 
em: 30/novembro/2019. 
GUSMÃO, G.S, SANTOS, N.L, BOAS L. M. V, LOPES, M.N. Ensaio de 
Tração/Compressão, Microscopia. Relatório experimental. Universidade 
Estadual de Campinas, São Paulo, 2012. 
HIBBELER, R. C. Resistência dos Materiais, 7ª ed. Tabela de Propriedades 
Mecâncias Médias de Materiais Típicos de Engenharia. 
 
 
https://metalthaga.com.br/wp-content/uploads/2015/11/4-METALCAST-3-Ligas-de-Aluminio-5083.pdf
https://metalthaga.com.br/wp-content/uploads/2015/11/4-METALCAST-3-Ligas-de-Aluminio-5083.pdf