Ensaio de Fluência 

Deformação plástica que o material sofre quando submetidos à carga ou tensão constante ao longo do tempo. Ela é 

pronunciada, em caso de materiais cerâmicos ou materiais metálicos, em temperaturas elevadas, acima 40 ou 50% 

da temperatura de fusão no caso dos metais e dos cerâmicos respectivamente. No caso dos materiais poliméricos, já 

a temperatura ambiente, vários deles já começam a sofrer fluência. 

 

O ensaio de fluência não é um ensaio corriqueiro. O que se deseja num ensaio de fluência e repetir as condições nas 

quais o material pode se deformar em fluência. Nem todos os materiais estão sujeitos a fluência. É o caso dos metais 

e materiais cerâmicos nessas condições que foram ditas. Portanto, vão ser ensaiados prioritariamente materiais que 

vão ser utilizados em turbinas, em refinarias, usinas, motores entre outros. Materiais que são usados no caso dos 

metálicos e dos cerâmicos em altas temperaturas.  

O corpo de prova é ensaiado em tração ou compressão. A máquina tem a capacidade de, a partir de uma 

determinada carga aplicada, monitorar se o carregamento, ou se a tensão permanece constante, e a uma 

temperatura constante também. Então temperatura, tensão, e é medida a temperatura ao longo do tempo. 

Normalmente é em tração, mas em materiais cerâmicos geralmente é em compressão. 

 

Existem algumas particularidades desse ensaio em relação aos outros, por conta desse ensaio ser realizado em alta 

temperatura, o extensômetro, por exemplo, tem de ter uma haste mais longa, a temperatura tem de ser medida por 

meio de termopar ou de pirômetro. O que importa no gráfico é levantar algumas informações importantes. Ele 

representa o comportamento típico em fluência de materiais metálicos e em materiais cerâmicos ocorre também 

algo muito similar. 

Quando o material é tracionado, ele sofre uma deformação instantânea que é elástica, mas que pode também ser 

plástica se ultrapassou o limite de escoamento. Com o tempo ele começa a se deformar até um ponto em que ele se 

rompe. Ele passa por três regiões ou três estágios: primário, secundário e terciário.  

As informações mais importantes desse gráfico são duas, a primeira é o estágio secundário, que dá a chamada taxa 

de fluência mínima, ou simplesmente taxa de fluência, que é a razão da deformação pelo tempo, e a vida de ruptura 

do material que é o tempo que ele leva até se romper. 

 

Existem alguns tipos de ensaio de fluência que são feitos. Alguns ensaios de fluência são mais rápidos, eles têm 

cargas e temperaturas mais elevadas e o que se deseja medir é a vida de ruptura. Outros ensaios têm como objetivo 

levantar a taxa de fluência. São ensaios um pouco mais longos. Esses ensaios podem durar um ano ou mais. Existem 

métodos de extrapolações, mas são tentativas, os dados realmente confiáveis são aqueles levantados. Justamente 

por isso que é comum que o ensaio de fluência seja realizado em série, com várias máquinas trabalhando em 

conjunto, cada uma delas com uma dessas variáveis com valor diferente, ou temperatura diferente, ou carga 

diferente, pois esse ensaio realmente é um ensaio longo. 

No estágio primário, que é chamado de transiente, observa‐se uma queda da taxa de fluência, devido ao 

encruamento (aumento de resistência do material por deformação plástica).  Quando mais o material sofre 

deformação, mais ele encrua, mais ele fica resistente, mais discordâncias são geradas e o material tem mais 

dificuldade para poder se movimentar. Discordâncias são criadas, multiplicadas, freadas, tem sua movimentação 

dificultada e macroscopicamente se manifesta como dificuldade de movimentá‐las. Essa deformação inicial é elástica 

e plástica. 

Coexistem alguns tipos de mecanismos de mecanismos de deformação dentro do material. A movimentação de 

discordâncias é uma delas, podem se movimentar no seu sistema de deslizamento, mas pode também sofrer um 

mecanismo de movimentação diferenciado que promove uma deformação plástica ainda maior, que é a escalagem 

(ascendente ou descendente). Existem outros mecanismos, por difusão, por deslizamento de contorno de grão. 

A escalagem se torna mais efetiva no segundo estágio, que é onde se dá a medida da taxa de fluência. Na escalagem, 

a discordância em aresta ou em cunha, que é um semi‐plano inserido no retículo cristalino, e a linha abaixo desse 

semi‐plano, se define como a linha de discordância. Como a figura está mostrando, com o aquecimento, com a 

deformação, as discordâncias se movimentam para cima, onde os átomos desse semi‐plano vão ocupar um auto‐

intersticial ou vão ocupar vazios. Ou ao contrário, auto intersticiais ou elementos da rede vão formar vazios, vão 

ocupar a discordância e ela vai sofrer essa escalagem. Então, esse movimento de deformação plástica é mais efetivo 

na deformação do material, e está mais operativo em temperaturas mais altas. 

Em grande parte essa recuperação é feita por meio de escalagem. No meio da curva existe um equilíbrio entre o 

encruamento e a recuperação (etapa do processo de recozimento). Na recuperação as discordâncias que estão 

formando rede e estão em alta densidade, cerca de 109mm/mm3, esta densidade cai muito, para 106, 103, e aquela 

configuração de discordâncias em rede, que é característica de quando o material está muito deformado, ela some. 

O material começa a recuperar as propriedades anteriores ao encruamento. Então existe essa competição entre 

encruamento e recuperação no material. 

 

Outro mecanismo também é o deslizamento dos contornos de grãos. Em condições normais, os contornos de grãos 

não são necessariamente ponto de ruptura do material, no ensaio de tração, por exemplo, quando o material se 

rompe, ele pode se romper entre os grãos, no meio do grão, mas no caso da fluência, um mecanismo muito 

importante é o deslizamento dos contornos de grãos, são pontos preferenciais de falha, essas falhas são 

incrementadas quando nesses contornos existe algum tipo de impureza que faz com que na medida em que esses 

contornos de grãos deslizam próximos dessas inclusões, começam a surgir vazios. Já que estamos falando de 

defeitos, esses vazios potencializam o crescimento de trincas e conseqüentemente minimizam a vida de ruptura do 

material.  

Existe então com relação ao contorno de grão uma diferença gritante de resistência mecânica e resistência à 

fluência. Em relação à resistência mecânica, o refino de grão impõe mais barreiras ao movimento de discordâncias, 

aumentando a resistência mecânica. No caso da fluência quanto menor o tamanho de grão, mais o material sofre 

fluência, portanto são desejáveis grãos maiores ou peças monocristalinas. São fabricadas por processo de fusão 

unidirecional, entre outros processos, que permite que se obtenha grãos colunares ou grãos muito grandes, ou 

mesmo a peça inteira monocristalina, como a lâmina de motor de turbina, por exemplo. 

 

A partir desse estágio, se o material estiver sendo ensaiado em tração, ele começa a sofrer estricção e os vazios 

começam a coalescer, as trincas se formam, existem outros processos também de formação de vazios como pontos 

triplos de contornos de grãos, e o material começa a se romper. A taxa de fluência aumenta e a partir daí o material 

em um determinado instante não vai ter sessão resistiva suficiente e a peça vai se romper (vida em fluência do 

material). 

 

Então são três tipos de ensaios, ensaio de fluência, ensaio de ruptura e ensaio de relaxação. 

O ensaio de fluência é o ensaio no qual é ensaiado no tempo próximo ao qual se espera ser a vida útil do material e é 

levantado para determinar tensões necessárias para produzir uma determinada tensão limite. 

Aletas de turbina a vapor tem em geral uma deformação limite de 1%. Então não é necessário levar o material até a 

ruptura, pois o que se deseja é saber sua faixa mínima de fluência. Determina‐se tensão para se produzir uma 

determinada deformação, 0,5%, 1% até 2%. 

No ensaio de ruptura por fluência o material então é levado até a ruptura, e são utilizadas cargas maiores. É um 

ensaio menos demorado, mas mesmo assim cerca de 1000 horas que o material tem de ser ensaiado. 

 

Os gráficos são ilustrativos desse tipo de ensaio. No caso então são mantidas constantes carga ou tensão e 

temperatura e o que se mede é o tempo de ruptura para aquelas determinadas condições em que o material foi 

ensaiado, e em certos tempos são levantados a deformação que o material sofreu.  

Para esse tipo de ensaio são necessários muitos corpos de prova, pois essas linhas são formadas por pontos que são 

ligados. 

O ensaio de relaxação mede quedas de tensões aplicadas a uma determinada condição. É razoável supor que 

diversas peças que estejam presas por sofrerem fluência começam a ficar frouxas. A fluência acaba deixando frouxos 

alguns componentes, e para isso esse ensaio é realizado. Ao contrário dos demais, esse tipo de ensaio exige um 

equipamento bastante preciso, e a curva não precisa ser realizada a partir de vários corpos de prova, é realizado em 

uma peça só. 

Quanto aos efeitos de tensão e temperatura, quanto maior a temperatura e maior a tensão aplicada a um corpo de 

prova, primeiro a deformação inicial é maior, segundo a região da taxa de fluência aumenta e o tempo de vida em 

ruptura cai. 

A dependência da taxa de fluência é descrita por relações empíricas que levam em conta somente a tensão ou 

também a temperatura. A inclinação da linha do gráfico é dada pelo logaritmo neperiano que retifica a curva do 

gráfico de fluência. 

Existem alguns mapas de taxa de fluência que são teóricos que marcam para determinados n quais são os tipos de 

mecanismos determinantes em determinadas temperaturas. Para isso que esse n serve. Com isso, no final das 

contas, vai servir também para os processos de conformação plástica que são realizados em altas temperaturas, e 

também para desenvolver novas ligas como superligas de cobre, cobalto e níquel que são resistentes às altas 

temperaturas e a ambientes corrosivos.