ENSAIO DE TRAÇÃO EM CORPO DE PROVA DE AÇO 1020 E 1045 RECOZIDOS

UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA – UnB

INTRODUÇÃO À CIÊNCIA DOS MATERIAIS

Débora Taís Siqueira Maia

Isabela Macedo de Andrade

Luiza Diniz Czarnewski

Vinicius Rodrigues da Silva

ENSAIO DE TRAÇÃO EM CORPO DE PROVA DE AÇO 1020 E 1045 RECOZIDOS

Brasília, 2015

Débora Taís Siqueira Maia (140081232)

Isabela Macedo de Andrade (140022546)

Luiza Diniz Czarnewski (140026754)

Vinicius Rodrigues da Silva (140057081)

ENSAIO DE TRAÇÃO EM CORPO DE PROVA DE AÇO 1020 E 1045 RECOZIDOS

 

Relatório apresentado como requisito para obtenção de nota à avaliação de desempenho acadêmico da disciplina Introdução à Ciências dos Materiais, na Universidade de Brasília.

Prof.  Guilherme Vaz          

                

                                                  Brasília, 2015

SUMÁRIO

1        INTRODUÇÃO......................................................................................... 3          2        DESENVOLVIMENTO............................................................................. 4         2.1         OBJETIVO............................................................................................... 4                           2.2         METODOLOGIA...................................................................................... 5        2.3        RESULTADOS......................................................................................... 7                    3         CONCLUSÃO.........................................................................................15          REFERÊNCIAS.......................................................................................16

1 INTRODUÇÃO

O ensaio mecânico de tração consiste na aplicação gradativa de carga uniaxial nas extremidades de um corpo de prova especificado em direções opostas. Como exemplifica a imagem a seguir:

[pic 1]

Figura 1- Corpo de prova submetido ao ensaio de tração

Tensão é definida como força externa aplicada sobre um corpo por unidade de área.

Deformação é definida como a variação de uma dimensão do material por unidade da mesma dimensão, quando submetido a um esforço qualquer.

Considerando uma força contínua ou uma força que varia de maneira lenta com o tempo aplicadas no material, e for aplicada uniformemente sobre uma seção reta ou superfície de um material, o comportamento mecânico pode ser verificado com ensaios de tração, que gera o diagrama tensão-deformação e desta forma, há o estudo das propriedades mecânicas do material.  

Neste tipo de ensaio, mede-se a variação do comprimento (l) em função da carga (F) aplicada.

Assim, o ensaio de tração é utilizado para analisar, mensurar, conhecer diversas propriedades mecânicas que o material possui e se torna relevante para a escolha em projetos de máquinas e equipamentos mecânicos.

2 DESENVOLVIMENTO

   2.1 OBJETIVO

Os aços 1020 e 1045, ambos recozidos, como corpos de prova do ensaio de tração, permitem a análise das propriedades mecânicas de cada um deles, como rigidez, tenacidade, resiliência, por meio do diagrama tensão-deformação.

        

2.2 METODOLOGIA

Primeiramente, fizemos a medição do diâmetro e do comprimento iniciais do aço 1020, utilizando um paquímetro.

Assim, o corpo de prova foi colocado na máquina de ensaio de tração MTS 810, servo hidráulica uniaxial, com capacidade máxima de 100kN e preso de maneira alinhada pelas extremidades nas garras de fixação do dispositivo.

A máquina de ensaio de tração é projetada para alongar o corpo de prova a uma taxa constante (nestes ensaios, por 5mm/min), além de medir contínuo e simultaneamente os alongamentos resultantes e a carga instantânea os alongamentos resultantes.

Quando um corpo de prova é submetido a um ensaio de tração, a máquina de ensaio fornece um gráfico que mostra as relações entre a força aplicada e as deformações ocorridas durante o ciclo.

Após a ruptura, retiramos o material da máquina e realizamos novamente a medição do corpo de prova com o paquímetro, para determinação do diâmetro e comprimento finais.

Com os dados de carga e deslocamento fornecidos pela máquina e com as medições feitas antes e depois do corpo ser submetido à carga, foi possível traçar a curva de deformação x tensão de engenharia e verdadeira, determinar o módulo de elasticidade, o limite de escoamento, de resistência à tração e de ruptura, e calcular a ductilidade (em termos percentuais e de redução de área), a resiliência e a tenacidade do material.

Para traçarmos a curva de engenharia, dividimos a carga aplicada em cada ponto pela área da seção transversal inicial do corpo, obtendo, assim, a tensão; dividimos, também, o deslocamento em cada ponto pelo comprimento inicial do corpo, resultando na deformação, a qual foi multiplicada por 100 para nos dar a porcentagem da deformação.

Já para a curva verdadeira, temos que tanto a secção transversal quanto o comprimento do material variam com o tempo, assim, leva-se em consideração a área da secção transversal e o comprimento instantâneo do material em determinado ponto.

E, finalmente, após todos os cálculos e análises, comparamos os valores obtidos nos ensaios com os valores encontrados na literatura, e determinamos o tipo de falha.

Realizamos os mesmos procedimentos para o carbono 1045. E, no final, comparamos os dois materiais.

2.3        RESULTADOS

        AÇO 1020 RECOZIDO

        Os dados obtidos no ensaio de tração do aço 1020, por meio das medições feitas antes do material ser submetido às forças aplicadas, foram:

Diâmetro inicial (dₒ)	10,00 mm
Comprimento inicial (lₒ)	119,20 mm

Tabela 1 – Valores das medidas iniciais do corpo de prova aço 1020