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Ensaio de Tracao

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Text of Ensaio de Tracao

  • Ensaio de Trao

    EM-641

    ENSAIO DE TRAO

  • Ensaio de Trao

    EM-641

    DEFINIO:

    Aplicao de uma carga uniaxial de trao em um CP geralmente cilndrico e macio;

    Mede-se a variao comprimento como funo da aplicao da carga ;

    Fornece dados quantitativos e o mais amplamente utilizado;

    Sofre influncia: T, V, anisotropia, microestrutura, tratamento trmico, ambiente.

    MQUINA DE ENSAIO:

    Pode ser mecnica ou hidrulica, com uma parte fixa e outra mvel, responsvel pela

    aplicao de carga trativa uniaxial. Registra-se (tenso) em funo de (deformao).

    P

    Solo

    P

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    EM-641

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    EM-641

    CORPO DE PROVA:

    geralmente barra cilndrica; comprimento lo e dimetro do;

    ELEMENTOS DE CLCULO:

    CargaTenso Convencional : [Pa]

    AlongamentoDeformao Convencional :

    1 N/m2 = Pa = 10 kgf / mm2 > 1MPa= 106 N / m2 = 1N/mm2

    0c S

    P=

    c fl lll

    l= =0

    0 0

    50 0,1

    e

    R 12,5

    57

    12.5 0,2

    200

    62,5 0,1

    d

    R 10

    75

    12.5 0,2

    200

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    EM-641

    Grfico Tenso x Deformao

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    RESULTADOS DO ENSAIO: P [N ]

    L [m]

    [Pa ]

    tg = EResultados de P x L so transformados em grficos de x

    CURVA DE ENGENHARIA CURVA DE ENGENHARIA (rea inicial)

    PROPRIEDADES OBTIDAS:

    Dentro do Campo Elstico: proporcional a (Lei de Hooke)

    (E) M(E) Mdulo de Elasticidade :dulo de Elasticidade :

    ((PP) Limite de Proporcionalidade:) Limite de Proporcionalidade: Tenso no ponto final da linearidade no grfico

    Equao da elasticidade de uma mola : x.kP = = .E

    E P lS l

    = =..

    00

    ((ee) Limite de Elasticidade:) Limite de Elasticidade: Mxima tenso sem apresentar deformao permanente

    (ou Mdulo de Young)

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    Mdulo de Elasticidade ou Mdulo de Young:

    indica a rigidez do materialrigidez do material

    quanto maior E , maior a rigidez do material

    funo das forforas de ligaas de ligaoo interatmicas

    quanto maior E quanto maior E maior a Tmaior a TFFMaiores E : cermicos > metais > polmeros

    Maiores E : covalentes > inicas> metMaiores E : covalentes > inicas> metlicaslicas

    Menores E para T elevadas

    Alumnio (B)

    Ao (A)

    A = 0,001 B = 0,003

    210 MPa

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    Procedimento para Determinao do Mdulo de Elasticidade ( E ):

    Para materiais com comportamento linear:

    MMtodo do Descarregamento dentro da regio eltodo do Descarregamento dentro da regio elsticastica

    Para materiais sem comportamento linear:

    MMtodo da Tangente ou Mtodo da Tangente ou Mtodo da Secantetodo da Secante

    MelhorMelhor utilizarutilizar histeresehisterese mecnicamecnica

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    EM-641

    414.0003410Tungstnio (W)304.0002610Molibdnio (Mo)210.0001538Ferro (Fe)209.0001453Nquel (Ni)127.0001085Cobre (Cu)79.0001064Ouro (Au)72.000962Prata (Ag)70.000660Alumnio (Al)45.500650Magnsio (Mg)14.000327Chumbo (Pb)

    MMdulodulode Elasticidadede Elasticidade

    ((MPaMPa))TTFF ((C)C)MetalMetal

    Relao entre temperatura de fuso e mdulo de elasticidade dos metais

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    Medidas Alternativas do Mdulo de Elasticidade:

    21

    LEV

    =Velocidade do som no material : Velocidade do som no material :

    Efeito Efeito termotermo--elelststcoco : : c

    T.E..VT =

    I

    B

    1

    0

    C

    ( B )

    A

    Adiabtico

    AI

    Isotrmico

    A

    1

    0

    I

    ( A )

    (ultra-som)

    (histerese mecnica)

    Mtodo mais preciso de medida > utiliza a tcnica do ultra-som

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    (G) M(G) Mdulo de Elasticidade Transversal :dulo de Elasticidade Transversal : = cisG ( )+= 1.2

    EG

    (() Coeficiente de Poisson :) Coeficiente de Poisson :

    z

    y

    z

    x=

    =

    z

    zx

    z

    y

    Rigidez a uma direo perpendicular de aplicao do esforo

    (xx, , yy, , zz no campo elno campo elsticostico)

    Para metais : 0,25 a 0,35Para cermicos : 0,20 a 0,30Para polmeros : 0,30 a 0,50

    Relao entre E longitudinal (tratraoo) e G transversal (tortoroo) : G 0,4 E

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    Questo Concurso Petrobrs 200660- Um engenheiro necessita especificar um material metlico que tenha a menor

    variao possvel de volume quando submetido exclusivamente, a um estado uniaxial de tenso. Em seu levantamento inicial para alguns materiais, obteve as seguintes propriedades:

    Supondo que todos os materiais sejam submetidos mesma deformao axial e com base nos dados apresentados, o material que sofre a menor variao em seu volume :

    (A) alumnio. (B) cobre. (C) nquel. (D) prata. (E) tungstnio.

    1.0003.410414.0000,280W5596272.0000,367Ag701.453209.0000,312Ni601.085127.0000,343Cu4066070.0000,345Al

    pMPa

    T fusoE MPa

    Coef. PoissonMaterial

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    ((UURtRt) M) Mdulo de Resilincia :dulo de Resilincia :

    Comportamento do material no campo elstico (integral da integral da rea no grrea no grfico no campo elfico no campo elsticostico)

    E22Ed..Ed.U

    2p

    2pp

    0

    p

    0r

    == = =

    energia absorvida dentro docampo elstico

    Fundamental para projetos de molas

    Pode ser calculado pela rea tringulo(A = b.h / 2)

    Ecomoe

    2.U eeeer

    ==

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    Regio de Escoamento

    ((ee) Limite de Escoamento :) Limite de Escoamento :Envolve mecanismo de movimentamovimentao de o de

    discordnciasdiscordncias

    Pode ser nntido ou notido ou no no grfico

    Grandes deformaes para mesma tenso

    Em casos ntidos o limite de escoamento

    valor mximo da tenso na regio de escoamento

    Quando no ntido, utiliza-se da conveno de um deformao padro

    Metais e ligas em geral : n = 0,2 % ( = 0,002)Cobre e suas ligas: n = 0,5 % ( = 0,005)Ligas metlicas duras: n = 0,1 % ( = 0,001)Cermicos : n = 0,1 % ( = 0,001)

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    Procedimento para Determinao do Limite de Escoamento ( e ):

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    Dentro do Campo Plstico: no proporcional a

    ((uu) Limite de Resistncia ) Limite de Resistncia TraTrao :o : Tenso correspondente ao ponto de mxima carga no ensaio

    (() ) Coeficiente de Coeficiente de EstricEstricoo ::

    ((ff) Limite de Ruptura :) Limite de Ruptura : Tenso correspondente ao ponto de fratura do CP

    = S SS

    f00

    ((LL) Alongamento :) Alongamento : 0f lll =

    Encruamento em Metais:

    Aumento da resistncia do metal em funo do processo de deformao permanente.Esse fenmeno ocorre em funo da interao entre discordncias e das suas interaes com outros obstculos, como solutos, contornos de gros, etc, que impedem a livre movimentaodas discordncias e escorregamento dos planos. Envolve aumento na densidade de discordncias.

    Corresponde a quebra e formaquebra e formao de novas ligao de novas ligaeses interatmicasEnvolve movimentao de discordncias e escorregamento de planosescorregamento de planosCaracterizado pelo EncruamentoEncruamento Uniforme e No-Uniforme

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    MetaisPolmeros

    Formao do pescoo nos diferentes materiais:

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    ((UUTtTt) M) Mdulo de Tenacidade:dulo de Tenacidade:Capacidade de absoro de energia at a fratura (rea total no grrea total no grficofico)

    Fundamental para projetos comdeformao plstica

    Ex: carrocerias autos, guard-rail

    0 f

    MaterialDctil

    (A)

    fue

    t 2U +=

    rea de um retngulo

    0 f

    Material Frgil

    (B)

    fut 32U =

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    PROCEDIMENTO DE ENSAIO: MetaisMetais

    Norma tcnica ABNT 6152 ou ASTM E 8M

    Fixao do CP

    Comprimento til

    Deformao

    Leitura de P e LDefeitos

    Velocidade de ensaio

    Dados de relatrio:

    identificao CP

    dimenses do CP

    direo de laminao

    nmero de CP

    velocidade de aplicao da carga

    localizao da fratura

    aspecto da fratura

    50 0,1

    e

    R 12,5

    57

    12.5 0,2

    200

    62,5 0,1

    d

    R 10

    75

    12.5 0,2

    200

    ( )

    4

    4

    1iiu

    u

    =

    =

    ( )( )

    14S

    4

    1i

    2uiu

    ==

    Resultado do ensaio por: u S [ MPa]

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    INFORMAES ADICIONAIS:

    Influncia da Temperatura:Influncia da Temperatura:

    T = Resistncia Ductilidade

    Liga de Ni-Cr-Mo---- colunar

    ___ equiaxial

    Metais:

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    AdiAdio de Elementos de Liga:o de Elementos de Liga:

    Funo do tipo de soluto(intersticial ou substitucional)e do raio atmico

    1,249 (+0,6%)Cr1,36 (+9,5%)Mo1,12 (-10,8%)Mn

    1,241Fe

    Raio atmico(A)

    1,332 (+4,2%)Zn1,509 (+18%)Sn

    1,278Cu

    Raio atmico(A)

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    EM-641

    Questo Concurso Petrobrs 2006

    53-Marque a opo que apresenta as caractersticas dos aos

    de alta resistncia e baixa liga, em relao ao teor de carbono

    e resistncia corroso, em comparao com os aos

    comuns com baixo teor de carbono.

    E

    D

    C

    B

    A

    maioralto

    menoralto

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