Elemento De Maquina

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11 - FALHA OU RUPTURA

NOS METAIS

Fratura

Fluência

Fadiga

Dureza

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A engenharia e ciência dos materiais tem

papel importante na prevenção e análise de

falhas em peças ou componentes

mecânicos.

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FRATURA

Consiste na separação do material em 2

ou mais partes devido à aplicação de uma

carga estática, à temperaturas

relativamente baixas, em relação ao

ponto de fusão do material2

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FRATURA

Dúctil a deformação plástica continua até uma

redução na área para posterior ruptura (É

OBSERVADA EM MATERIAIS CFC).

Frágil não ocorre deformação plástica,

requerendo menos energia que a fratura dúctil que

consome energia para o movimento de discordâncias e

imperfeições no material (É OBSERVADA EM

MATERIAIS CCC E HC).

O tipo de fratura que ocorre em um dado material depende

da temperatura.

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FRATURA

Fraturas dúcteis

Fratura frágil

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FRATURA DÚCTIL

E ASPECTO MACROSCÓPICO3

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a- formação do pescoço

b- formação de cavidades

c- coalescimento das

cavidades para promover

uma trinca ou fissura

d- formação e propagação da

trinca em um ângulo de 45

graus em relação à tensão

aplicada

e- rompimento do material

por propagação da trinca

MECANISMO DA FRATURA

DÚCTIL

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FRATURA DÚCTIL

E ASPECTO MICROSCÓPICO

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FRATURA FRÁGIL

ASPECTO MACROSCÓPICO

A fratura frágil ocorre com a formação e propagação de uma trinca

que ocorre a uma direção perpendicular à aplicação da tensão4

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FRATURA TRANSGRANULAR

E INTERGRANULAR

TRANSGRANULAR INTERGRANULAR

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EXEMPLO DE FRATURA SOB TRAÇÃO EM

MATERIAIS COMPÓSITOS

A fratura da partícula se dá por clivagem, ou seja, ocorre ao longo

de planos cristalográficos específicos.

Ex: Liga de alumínio reforçada com partículas de SiC e Al2O3

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FLUÊNCIA (CREEP)

Quando um metal é solicitado por uma carga,

imediatamente sofre uma deformação elástica. Com a

aplicação de uma carga constante, a deformação

plástica progride lentamente com o tempo (fluência)

até haver um estrangulamento e ruptura do material.

Velocidade de fluência (relação entre deformação

plástica e tempo) aumenta com a temperatura.

Esta propriedade é de grande importância

especialmente na escolha de materiais para operar

a altas temperaturas.5

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FLUÊNCIA (CREEP)

Então, fluência é definida como a deformação

permanente, dependente do tempo e da

temperatura, quando o material é submetido à uma

carga constante.

Este fator, muitas vezes, limita o tempo de vida de um

determinado componente ou estrutura.

Este fenômeno é observado em todos os materiais, e

torna-se importante à altas temperaturas (0,4TF).

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FLUÊNCIA (CREEP)

FATORES QUE AFETAM A FLUÊNCIA

Temperatura

Módulo de elasticidade

Tamanho de grão

Em geral:

Quanto maior o ponto de fusão, maior o módulo de

elasticidade e maior é a resistência à

fluência.

Quanto maior o o tamanho de grão maior é a resistência à

fluência.

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QUESTÕES PARA

VOCES ESTUDAREM!

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