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Introduo Nas aulas anteriores de ensaios de materiais,estudamos que todo corpo submetido a um esforo mecnico sofre uma defor-mao elstica, em maior ou menor grau, antes de apresentar deformao

plstica ou de se romper.Ou seja, verificamos que h sempre uma quantidade de esforo que no

produz deformao permanente. Se o esforo aliviado neste estgio, as dimen-ses da pea voltam ao original.

Ser que isso significa que um produto construdo para suportar um esforoesttico abaixo de seu limite elstico vai durar para sempre?

A resposta no! E voc vai ficar sabendo por que ao estudar o ensaioapresentado nesta aula, o ensaio de fluncia.

Neste ensaio, dois novos fatores entram em jogo: o tempo e a temperatura.

Estudando os assuntos desta aula, voc vai ficar sabendo como o tempoe a temperatura afetam a durabilidade de um produto, quais os tipos de ensaiosde fluncia e como so feitos. No final, poder tirar suas prprias conclusesa respeito da importncia deste tipo de ensaio.

O que a fluncia

A fluncia a deformao plstica que ocorre num material, sob tensoconstante ou quase constante, em funo do tempo. A temperatura tem um papelimportantssimo nesse fenmeno.

A flunciaocorre devido movimentao de falhas, que sempre existem

na estrutura cristalina dos metais. No haveria fluncia se estas falhas noexistissem.

Existem metais que exibem o fenmeno de fluncia mesmo temperaturaambiente, enquanto outros resistem a essa deformao mesmo a temperaturaelevadas.

As exigncias de uso tm levado ao desenvolvimento de novas ligas queresistam melhor a esse tipo de deformao. A necessidade de testar esses novosmateriais, expostos a altas temperaturas ao longo do tempo, define a importnciadeste ensaio.

Ensaio de fluncia

Nossa aula

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A U L AEnsaio de fluncia propriamente dito

Este ensaio consiste em aplicar uma determinada carga em um corpo deprova, a uma dada temperatura, e avaliar a deformao que ocorre durantea realizao do ensaio.

importante ressaltar que, neste ensaio, tanto a carga como a temperaturaso mantidas constantes durante todo o processo.

A durao deste ensaio muito varivel: geralmente leva um tempo superiora 1.000 horas. normal o ensaio ter a mesma durao esperada para a vida tildo produto.

s vezes, quando no possivel esperar muito tempo, utilizam-seextrapolaes, isto , o ensaio feito durante um tempo mais curto e, a partirda deformao obtida nesse intervalo, estima-se o comportamento do materialpor um tempo mais longo (vida til do produto) e avalia-se a quantidadede deformao esperada ao longo deste tempo.

O resultado do ensaio dado por uma curva de deformao (fluncia) pelotempo de durao do ensaio.

Para obter resultados significativos, necessrio realizar diversos ensaiosno material, com diferentes cargas e temperaturas. As curvas assim obtidasdevem representar as diversas situaes prticas de uso do produto.

O objetivo do ensaio, em muito casos, determinar as tenses necessriaspara produzir uma deformao de 0,5%, 1,0% e, em alguns casos, at 2,0%,por um dado perodo de tempo, em funo da temperatura. Com isso possveldeterminar a vida til e a mxima condio de uso do produto.

Ensaio de ruptura por fluncia

Este ensaio semelhante ao anterior, s que neste caso os corpos de prova sosempre levados at a ruptura. Para isso, utilizam-se cargas maiores e, portanto,so obtidas maiores velocidades de fluncia.

A deformao atingida pelos corpos de prova bem maior: enquanto noensaio de fluncia a deformao do corpo de prova poucas vezes ultrapassa 1%,nos ensaios de ruptura por fluncia pode atingir 50%.

A tenso e a temperatura so mantidas constantes neste ensaio. Os resulta-dos obtidos no ensaio so: tempo para a ruptura do corpo de prova, medidada deformao e medida da estrico, em certos casos.

Extrapolao:

qualquer processo

em que se infere o

comportamento de

uma funo fora de

um intervalo, a

partir de seu

comportamentodurante esse

intervalo.

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A U L A Este ensaio muito usado pela sua brevidade, comparado com o ensaiode fluncia propriamente dito. Sua durao fica em torno de 1.000 horas. Porm,so necessrios muitos corpos de provas, ensaiados com cargas diferentes, parase obter resultados significativos.

O grfico deste ensaio relaciona a carga com o tempo de ruptura. construdoa partir dos resultados de diversos testes.

Ensaio de relaxao

Os ensaios de fluncia e de ruptura por fluncia envolvem elevado nmerode equipamentos e milhares de horas de ensaio.

O ensaio de relaxao elimina essa dificuldade, produzindo dados sobrevelocidade de fluncia/tenso numa gama variada de velocidades, com apenasum corpo de prova.

Na sua forma mais simples, o ensaio de relaxao feito mantendoa deformao constante, por meio da reduo da tenso aplicada ao corpode prova ao longo do tempo.

O resultado justamente a queda da tenso ao longo do tempo, que mantma velocidade de deformao constante, num dado valor.

A maioria dos ensaios de relaxao duram de 1.000 a 2.000 horas.Os resultados no tm relao direta com aplicao prtica e so extrapoladosempiricamente para situaes reais.

A principal desvantagem deste ensaio prende-se s exigncias do equipa-mento, cujo sistema de medio de fora deve permitir medies precisas

de pequenas variaes de carga ao longo do tempo.

Outro aspecto delicado na realizao deste tipo de ensaio a necessidade deum estreito controle da temperatura da sala onde se encontra o equipamento,pois mesmo pequenas flutuaes da temperatura provocam efeitos de dilataonos componentes da mquina, que podem alterar os resultados.

Embora na prtica esses ensaios se restrinjam s atividades de pesquisae desenvolvimento de novos materiais e ligas metlicas, evidente sua impor-tncia para determinar as condies seguras de uso de diversos produtos.

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A U L AExerccio 1Assinale F ou V, conforme as afirmaes forem falsas ou verdadeiras.a) ( ) a fluncia ocorre abaixo do limite elstico do material;b) ( ) a temperatura no influi no fenmeno da fluncia;c) ( ) o ensaio de fluncia , em geral, bastante demorado;d) ( ) o extensmetro avalia a temperatura do corpo de prova.

Marque com um X a resposta correta.

Exerccio 2A fluncia a deformao plstica que ocorre num material:a) ( ) sob carga esttica constante, em funo da temperatura;b) ( ) sob carga dinmica, independentemente do tempo;c) ( ) sob carga esttica varivel, em funo da temperatura;d) ( ) sob carga esttica constante, em funo do tempo e da temperatura.

Exerccio 3No ensaio de fluncia propriamente dito:a) ( ) a carga mantida constante e a temperatura varia;

b) ( ) a carga varivel e a temperatura constante;c) ( ) a carga e a temperatura so mantidas constantes;d) ( ) a carga e a temperatura variam durante o ensaio.

Exerccio 4No ensaio de ruptura por fluncia:a) ( ) utilizam-se cargas maiores para acelerar a fluncia;b) ( ) as cargas so variveis no mesmo ensaio;c) ( ) as cargas so aumentadas at que o corpo de prova se rompa;d) ( ) as cargas no afetam o resultado do ensaio.

Exerccio 5

No ensaio de relaxao:a) ( ) a carga mantida constante e a temperatura aumentada;b) ( ) a deformao mantida constante e a carga alterada;c) ( ) a deformao e a carga so aumentadas;d) ( ) so usados n corpos de prova com cargas diferentes.

Exerccios