Experimento - Tração E Direza

RESUMO

Realizar experimento para a prática e observação dos resultados encontrados em testes de tração e dureza no laboratório de metrologia da Faculdade – FAC III.

OBJETIVO

Aprender a ensaiar e interpretar os resultados encontrados quando submetemos matérias a testes de tração e dureza.

Esses testes também têm como intuito aplicar as metodologias de analises dos gráficos e interpretação dos resultados de testes.

INTRODUÇÃO TEÓRICA

TESTE DE TRAÇÃO

O teste de tração consiste na aplicação de carga de tração uniaxial crescente em um corpo de prova especifico até a ruptura. Trata-se de um ensaio amplamente utilizado na indústria de componentes mecânicos, devido às vantagens de fornecer dados quantitativos das características mecânicas dos materiais. Com esse tipo de ensaio, pode-se afirmar que praticamente as deformações promovidas no material são uniformemente distribuídas em todo o seu corpo, pelo menos até ser atingida uma carga máxima próxima do final do ensaio e, como é possível fazer com que a carga cresça numa velocidade razoavelmente lenta durante todo o teste, o ensaio de tração permite medir satisfatoriamente a resistência do material.

A precisão de um ensaio de tração depende, evidentemente, da precisão dos aparelhos de medida que se dispõe. Com pequenas deformações, pode-se conseguir uma precisão maior na avaliação da tensão ao invés de detectar grandes variações de deformação, causando maior imprecisão da avaliação da tensão. Mesmo no início do ensaio, se esse não for bem conduzido, grandes erros pode ser cometidos, como por exemplo, se o provete não estiver bem alinhado, os esforços assimétricos que aparecerão levarão a falsas leituras das deformações para uma mesma carga aplicada. Deve-se portanto centrar bem o corpo-de-prova na máquina para que a carga seja efetivamente aplicada na direção do seu eixo longitudinal.

Ensaio convencional de tração:

Uma amostra é deformada, usualmente até a fratura, com uma carga de tração que é aplicada ao longo do eixo de uma amostra. Uma amostra padrão de tração é mostrada abaixo:

Sequencia de teste:

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.

Mas o que interessa para determinação das propriedades do material ensaiado é a relação entre a tensão e a deformação.

A tensão corresponde à força dividida pela área da seção sobre a qual a força é aplicada.

Aplicando a equação descrita acima pode-se encontrar os valores da tensão e fazer o gráfico conhecido como tensão-deformação.

Fase Elástica e Plástica

Na fase elástica os metais obedecem a Lei de Hooke. Suas deformações são diretamente proporcionais às tensões aplicadas.

Na fase plástica É provocada por tensões que ultrapassam o limite de elasticidade. É irreversível porque é resultado do deslocamento permanente dos átomos e portanto não desaparece quando a tensão é removida

A constante de proporcionalidade “E” é o módulo de elasticidade, ou módulo de Young, fornece uma indicação da rigidez do material. Quanto maior for o módulo, menor será deformação elástica resultante da aplicação de uma tensão. A deformação convencional ou nominal é dada:

lo = comprimento inicial

l = comprimento final para cada carga P aplicada.

Modulo Elasticidade

É uma propriedade muito importante, pois representa a rigidez do material, isto é, a sua resistência à deformação elástica.

Coeficiente de Poisson

Representa a relação entre as deformações lateral e longitudinal na faixa de elasticidade. A razão entre essas deformações é uma constante denominada coeficiente de Poisson.

O máximo valor para “ν” é 0.5 (valor para o qual não existe qualquer alteração líquida no volume), para muitos metais e ligas, este valor está entre 0.25 e 0.35.

Propriedades do teste de tração:

 Limite de Escoamento (Resistência)

O escoamento é entendido como um fenômeno localizado, que se caracteriza por um aumento relativamente grande na deformação, acompanhada por uma pequena variação na tensão. Isso acontece geralmente no inicio da fase plástica. Durante o escoamento a carga oscila entre valores muito próximos um dos outros.

 Limite de Resistência a Tração.

É a tensão correspondente ao ponto de máxima carga atingida durante o ensaio. Após o escoamento ocorre o encruamento que é um endurecimento causado pela quebra de grãos que compõem o material quando deformados a frio. O material resiste cada vez mais à tração externa necessitando de uma tensão cada vez maior para se deformar. É nessa fase que a tensão começa a subir até atingir um valor máximo, esse chamado Limite de Resistência.

 Ductilidade

Ductilidade em termos de alongamento (AL):

Corresponde ao alongamento total do material devido à deformação plástica

 Resiliência

É a capacidade de um material tem em absorver energia quando ele é deformado elasticamente e então, no descarregamento, ter recuperada esta energia, ou seja, retornar ao estado inicial.

Uma boa maneira de se observar a diferença no comportamento entre os materiais é submetendo-os a um ensaio de tração. Fazendo-se um gráfico da tensão em função do alongamento, é possível caracterizar