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19/06/2019 1 PROPRIEDADES MECÂNICAS 4 ENSAIOS de MATERIAIS • Ensaios Destrutivos: tração, dobramento, flexão, torção, fadiga, impacto, compressão, desgaste, dureza (às vezes), etc. • Ensaios Não-Destrutivos: raios X, raios , ultra- som, partículas magnéticas, correntes parasitas, líquidos penetrantes, dureza (às vezes), etc. • Servem para avaliar um material desconhecido. 19/06/2019 2 7 Norma técnica: • especificações de materiais, • método de ensaio e de análise, • normas de cálculo e de segurança, • terminologia técnica de materiais, de componentes, de processos de fabricação, • simbologia para representação em fórmulas e desenhos, • padronizações dimensionais, etc. Método de ensaio: • equipamento, • o tamanho e a forma dos corpos-de-prova. • Indica como os resultados devem ser apresentados. 8 Especificação do material: • fornece os valores mínimos ou os intervalos de valores das propriedades mecânicas ou físicas, entre outras, que o material deve atender para a finalidade a que se destina. Especificações fornecem: • tipo de acabamento da peça, • maneira de estocagem, • marcação e identificação da peça, • número de corpos-de-prova a serem ensaiados, • informações sobre a inspeção do material e • critérios de aceitação e rejeição do material. 11 Propriedades Mecânicas F F F F A0 F F F Tração Cisalhamento Torção Compressão 19/06/2019 3 14 ASTM E 8 Ensaio de tração materiais metálicos 15 Amostra retangular ASTM E 8 17 O que acontece com o material? • O material se deforma de acordo com a tração aplicada dando como resposta uma curva onde podem ser identificadas 4 regiões de comportamentos distintos ▫0A região de comportamento elástico ▫AB região de escoamento de discordâncias ▫BU região de encruamento uniforme ▫UF região de encruamento não uniforme 19/06/2019 4 21 Módulo de Elasticidade (E) • A deformação elástica de um corpo é dado pela lei de Hooke =E. • O E fornece uma indicação da rigidez do material. • Depende das forças interatômicas. Qto > o ponto de fusão do metal, > o E • Quanto maior o E, menor a deformação elástica. Metal Tf (C) E (MPa) Pb 327 13500 Mg 650 45000 Al 660 70000 Fe 1538 207000 W 3410 400000 19/06/2019 5 25 Ductilidade • É a medida de quanta deformação, ou esforço, um material pode resistir até se romper. • A forma mais comum de medir a ductilidade de um material é pela percentagem da variação do comprimento do corpo testado. AL% = ((lf - l0 )/l0) x 100 RA% = ((A0 – Af )/A0) x 100 29 Resiliência • É a capacidade do material de absorver energia quando deformado elasticamente e liberá-la quando descarregado (área sob a curva). • A propriedade associada é dada pelo módulo de resiliência (Ur) e e Ur = 1/2 (e x e) = (e) 2/2E 19/06/2019 6 31 Tenacidade • É quantificada pelo módulo de tenacidade. • A maneira de se avaliar a tenacidade consiste em considerar a área total sob a curva tensão- deformação. Dúctil: Ut= f (e + u)/2 Frágil: Ut = 2/3 u f f 0 32 Curvas de tensão vs deformação obtidas no ensaio de tração de diferentes tipos de polímeros: comportamento frágil (A), comportamento dúctil (B) comportamento elástico (C). Curvas de tensão x deformação em diferentes tipos de polímeros 19/06/2019 7 38 39 42 Fluência • Carga constante durante um período de tempo; • Estimar vida útil; • Petroquímica, nucleares, aeroespacial, tubulações, turbinas, etc. • ASTM E139 19/06/2019 8 44 46 Efeito da temperatura T e n s ã o Deformaçã o Baixa Temperatura Alta Temperatura 47 Efeito da temperatura 48 Efeito da temperatura na curva tensão versus deformação do cloreto de sódio policristalino com tamanho de grão constante (d=200m) Efeito da temperatura 19/06/2019 9 49 Efeito da velocidade de ensaio Alta Velocidade Baixa Velocidade Deformaçã o T e n s ã o 50 Ensaio de Dureza É a resistência a penetração de um material duro em outro. O ensaio de dureza pode ser dividido em três tipos principais: - Por penetração. (Brinell, Rockwell, Vickers, Shore, Knoop e Meyer). - Por choque. (Shore). - Por risco, praticamente não se usa para metais. (Mohs). 51 Particularidades entre diferentes métodos 52 Material Mohs Talco 1 Gipsita 2 Calcita 3 Fluorita 4 Apatita 5 Ortoclásio 6 Quartzo 7 Topásio 8 Safira 9 Diamante 10 Tabela de dureza na escala Mohs (1822) 53 Escala de Mohs 1 – Talco; 2 – Gipsita; 3 – Calcita; 4 – Fluorita; 5 – Apatita; 6 – Ortoclásio; 7 – Quartzo; 8 – Topázio; 9 – Coríndon; 10 – Diamante. 1 – Talco Mg3Si4O10(OH)2 ; 2 – Gipsita CaSO42H2O ; 3 – Calcita CaCO3; 4 – Fluorita CaF2; 54 Escala de Mohs 5 – Apatita Ca3(PO4)2(OH, F, Cl); 6 – Ortoclase KAlSi3O8 ; 7 – Quartzo SiO2; 8 – Topázio Al2[(F,OH)2SiO4]; 9 – Coríndon Al2O3; 10 – Diamante C. http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Talc_block.jpg http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Desert-rose-big.jpg http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:CalcitasEZ.jpeg http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:USDA_Mineral_Flourite_93c3962.jpg http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Apatite_crystals.jpg http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Ortoklaz2_Benono,_Madagaskar.JPG http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Quartz_Crystal.jpg http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Topaz-2.jpg http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Corundum_USGOV.jpg http://2.bp.blogspot.com/_ePq-h20xQkc/Sfc_5eGnl0I/AAAAAAAAG-0/BlpKNGX81Y4/s1600-h/diamante_bruto.jpg
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