Relatório de Resistência à Tração do Aço

[pic 1]                    Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais

Câmpus Poços de Caldas

Engenharia Civil

Materiais de Construção Civil II

Ensaio de Resistência à tração do aço

Gabriel Acácio Vieira

Mauro César Morais Silva

Prof. Luiz Antonio dos Reis

01 de junho de 2017

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Sumário

1 – Introdução        3

2 – Objetivo        3

3        – Materiais         3

4        – Desenvolvimento         5

4.1        – Estudo das propriedades do ensaio à tração        5

4.2        – Regiões de comportamento elástico e plástico        6

4.3        – Ductibilidade e Extricção        7

4.4        – Escoamento        9

4.5        – Ruptura total        9

5        – Conclusão        11

6        – Laudo        12

7        – Referências Bibliográficas        13

1. Introdução

No ensaio de tração observamos o comportamento do material empregado ao ensaio quando submetido à ação de uma carga uniaxial em um corpo de forma específica até a sua ruptura.

Na realização do ensaio obtivemos um gráfico, tensão-deformação, onde é possível analisar o comportamento do material ao longo do ensaio.

O ensaio de tração depende basicamente da máquina utilizada no qual se realizará o experimento, nesse caso utilizamos a máquina de Ensaio Universal DL-5000/10000, que além de realizar ensaios de tração, realiza ensaios de compressão, flexão, cisalhamento, embutimento metalográfico dobramento etc.

1. Objetivo

O ensaio de tração tem como função de auxiliar no estudo da resistência do material empregado no experimento, nos fornecendo dados que permitiram melhor análise do material utilizado no experimento, como: limite de resistência tração (σu), limite de escoamento (σe), módulo de elasticidade (ε), módulo de resistência [pic 2], módulo de tenacidade (Ut), ductilidade, coeficiente de encruamento (n) e coeficiente de resistência (k).

O ensaio consiste em tracionar um corpo de prova cilíndrico, no caso de, 160 mm de comprimento e 8mm de diâmetro até o seu rompimento total. Esse ensaio nos ajudará a coletar dados que nos permitirá analisar as informações importantes de características e especificações do material.

1. Materiais

O material que nós utilizamos para este experimento foi aço carbono SAE 1020, com comprimento de 160 mm e diâmetro de 8 mm.

Este material é um tipo de aço muito utilizado no mercado, tanto na área de construção civil na forma de vergalhão, como na área de aplicações mecânica onde também apresenta diversas utilidades. Isto porque este tipo de aço apresenta baixo teor de carbono, possibilitando uma alta tenacidade e fácil usinabilidade.

Outro fator que o coloca entre os aços mais utilizados da atualidade é seu preço, bastante inferior aos outros tipos de aços, que o torna muito atrativo, explicando sua usinabilidade tão variada.

Sua nomenclatura estrutural pode ser observada na tabela abaixo.

Material	Teor de Carbono %	Limite de Elasticidade Fel (GPa)	Limite de Escoamento Fy (Mpa)	Limite de resistência à Tração Fem (MPa)	Alongamento %
SAE 1020	0,20	170	210	380	25

Para realização deste experimento foi utilizada a máquina universal de ensaios DL – Digital Line, da marca EMIC que atende a necessidade de ensaios de 30000N. Esta máquina pode ser utilizada em diversos tipos de materiais, os principais são: metais e ligas, polímeros, cerâmicas, compósitos, Biomateriais e materiais avançados.

Esta máquina é projetada para trabalhos sobre uma bancada, os ensaios são feitos na sua parte inferior, permitindo um fácil manuseio. O sistema eletromecânico é acionado através de fusos de esferas recirculantes, colunas guias e serno de controle. É controlado por um software de ensaios (Tesc 4.00 – EMIC), instalado em um microcomputador.

Esta máquina possui um amplo leque de ensaios destrutivos, tais como, tração, compressão, flexão, dobramento, cisalhamento, deslocamento, adesão, flambagem, penetração, extração, delaminação, coeficiente de atrito.

A seguir, podemos observar as características técnicas desta máquina:

1. Capacidade: de 30000 N em ambos sentidos (tração ou compressão).
2. Acionamento: eletromecânico por motor de velocidade variável e fuso de esfera.
3. Faixa de velocidades: 0,02 a 500 mm/min.
4. Faixa de abertura (sem garras): de 220 a 1200 mm.
5. Largura útil entre as colunas: 400 mm.
6. Transdutores de medição de força: Célula de carga de strain gages.
7. Transdutores de medição de deformação: Extensômetros de strain gages, potenciométricos ou outros.
8. Transdutores de medição de deslocamento: embutido na máquina.
9. Faixa de medição de carga recomendável para células de carga: 50:1 de capacidade de célula.
10. Interface com o operador: através de um pequeno teclado para operações simples (figura abaixo), e de um microcomputador para medição e execução de ensaios.
11. Comunicação com o microcomputador: através de um canal serial padrão RS-232.
13. Peso aproximado; 400 kgf.

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Figura 1: Material Utilizado no Ensaio e EMIC DL

1. Desenvolvimento

1. Estudo das Propriedades do Ensaio de Tração

O ensaio de tração é um experimento que consegue extrair alguns dados importantes de diversos materiais, por ser estritamente empírico o que existe sobre os ensaios de tração é um gráfico, bastante peculiar, que pode explicar o comportamento de ensaio de vários tipos de materiais. A figura a seguir mostra um gráfico de ensaio de tração bastante comum, os pontos de maior importância são apresentados a seguir e explicados em breve.