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Engenharia Dos Materiais - 14 Aula

engenharia dos materiais

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MATERIAIS / MATERIAIS I Pedro Almeida DEM 2005 MATERIAIS / MATERIAIS I 1 Pedro Almeida DEM 2005 Propriedades Mecânicas º Fractura º º Propriedades Mecânicas (Frágil e Dúctil) º Nos materiais que apresentam fractura dúctil existe uma deformação plástica substancial antes de ocorrer a fractura. Têm a capacidade de absorver mais energia antes de ocorrer a fractura. A fractura é separaç separação fí física de duas partes do provete, provete, por aplicaç aplicação de uma tensão mecânica. PodePode-se fazer a distinç distinção entre fractura dúctil e fractura frá frágil. gil. MATERIAIS / MATERIAIS I Pedro Almeida DEM 2005 Propriedades Mecânicas º Mecanismo de fractura dúctil 2 MATERIAIS / MATERIAIS I 3 Pedro Almeida DEM 2005 Propriedades Mecânicas º Típica cone” superfície de fractura dúctil “taça e 4 MATERIAIS / MATERIAIS I Pedro Almeida DEM 2005 MATERIAIS / MATERIAIS I 5 Propriedades Mecânicas º MATERIAIS / MATERIAIS I Propriedades Mecânicas º Fractura frágil vs Fractura dúctil 6 Propriedades Mecânicas ºFractura Frágil Nos materiais que apresentam fractura frágil não existe uma deformação plástica substancial antes de ocorrer a fractura (fracturam para extensões inferiores a 5%). Têm uma pequena capacidade de absorver energia antes de ocorrer a fractura. Pedro Almeida DEM 2005 Pedro Almeida DEM 2005 MATERIAIS / MATERIAIS I 7 Pedro Almeida DEM 2005 Propriedades Mecânicas ºTransição frágil-dúctil 8 MATERIAIS / MATERIAIS I Pedro Almeida DEM 2005 MATERIAIS / MATERIAIS I 9 Pedro Almeida DEM 2005 Propriedades Mecânicas 10 Propriedades Mecânicas A observação da superfície de fractura quer a olho nu, quer com o auxílio de um microscópio permite determinar qual o tipo de fractura que ocorre para um dado material. º Os materiais dúcteis, são mais estáveis e “avisam-nos” antes de se fracturarem. º º Dureza A dureza é uma medida da resistência de um material metá metálico à deformaç deformação permanente (plá (plástica) A dureza pode ser determinada pode ser determinada forç forçando um indentador a penetrar na superfí superfície da amostra deformandodeformando-a plasticamente. Esse indentador pode ter uma forma esfé esférica, piramidal ou có ó nica e deve ser feito de um material c mais duro que aquele que queremos ensaiar. MATERIAIS / MATERIAIS I Pedro Almeida DEM 2005 MATERIAIS / MATERIAIS I 11 Pedro Almeida DEM 2005 Propriedades Mecânicas Propriedades Mecânicas º Ensaio de Dureza Na maior parte dos ensaios de dureza normalizados, aplicaaplica-se lentamente uma carga ao indentador, que o faz penetrar indentador, perpendicularmente à superfí superfície do material a ensaiar. Apó Após a indentaç indentação, o indentador é removido e podepode-se estimar o valor da dureza, que dependendo do mé método usado terá terá um valor. Esse valor pode ser compará comparável com valores determinados por diferentes mé métodos atravé através de uma tabela de conversão. º Normalmente antes da carga que permitirá permitirá determinar a dureza, é aplicada ao material uma pré pré-carga, carga, que permite eliminar o efeito da recuperaç recuperação elá elástica. º º Ensaio ºO de Dureza teste é não destrutivo º Fácil de executar (não é necessária preparação especial) 12 MATERIAIS / MATERIAIS I Pedro Almeida DEM 2005 MATERIAIS / MATERIAIS I 13 Pedro Almeida DEM 2005 Propriedades Mecânicas Propriedades Mecânicas Ensaio de dureza de Vickers método de ensaio de º No Vickers, a forma do indentador é a de uma pirâmide de base quadrada invertida. O Indentador tem uma ponta de diamante. º A penetração do indentador deixa uma marca que quando vista a 2D, se assemelha com um quadrado com as duas diagonais marcadas. º A dimensão dessas diagonais é que permite determinar o valor da dureza do material. º º MATERIAIS / MATERIAIS I Pedro Almeida DEM 2005 Ensaio de dureza de Rockwell º No ensaio de dureza de Rockwell podem ser usados dois tipos de indentadores: Esfera (Aço) e Cone(diamante). Quanto maior forem as diagonais do quadrado menor será será a dureza do material. MATERIAIS / MATERIAIS I 15 Pedro Almeida DEM 2005 Propriedades Mecânicas º 14 Propriedades Mecânicas As máquinas usadas para este ensaio são muito semelhantes às usadas para o ensaio de Vickers. º Existem máquinas universais de medição de dureza que permitem a medição da dureza usando qualquer ensaio pretendido, sendo necessário sempre a mudança do indentador. º 16 MATERIAIS / MATERIAIS I Pedro Almeida DEM 2005 MATERIAIS / MATERIAIS I 17 Pedro Almeida DEM 2005 Propriedades Mecânicas º Propriedades Mecânicas A marca deixada na amostra por estes tipos de indentadores, quando visualizada a 2D, assemelha-se a um circulo. A dimensão do raio do circulo permite estimar o valor da dureza do material º Ensaio de dureza de Brinell º Neste tipo de ensaio é usado um indentador em forma de esfera, feita de aço ou de carboneto de tungsténio. MATERIAIS / MATERIAIS I Pedro Almeida DEM 2005 MATERIAIS / MATERIAIS I 19 Pedro Almeida DEM 2005 Propriedades Mecânicas Propriedades Mecânicas º Mais uma vez a marca deixada na amostra, quando visualizada a 2D é um círculo, e a medição do diâmetro desse círculo, permite estimar o valor da dureza do material. 18 BRINELL ROCKWELL 10 m/m Ball 1/16" Bull Diamond Brale 3000 kgm Load VICKERS OR FIRTH DIAMOND HARDNESS NUMBER TENSILE STRENGTH 150 kgm C Scale 60 kgm A Scale 100 kgm D Scale 100 kgm B Scale Diam. Of Ball Impressi on in m/m Hardness Number 36 68 52 109 3.35 331 354 168 35 68 52 108 3.35 331 345 163 34 67 51 108 3.40 321 336 159 33 67 50 107 3.45 311 327 154 32 66 49 106 3.50 302 318 150 31 66 48 106 3.55 293 310 146 30 65 48 105 3.60 285 302 142 29 65 47 104 3.65 277 294 138 28 64 46 103 3.70 269 286 134 27 64 45 103 3.75 262 279 131 26 63 45 102 3.80 255 272 126 25 63 44 101 3.80 255 266 124 Equivalent 1000 lb. Sq. In. 20 MATERIAIS / MATERIAIS I Propriedades Mecânicas Pedro Almeida DEM 2005 º Dureza vs Resistência Mecânica 21