UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO

CENTRO TECNOLÓGICO

ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

AUGUSTO LIMA

FABRÍCIO NETTO

GRACILIANO COSTA

HENRIQUE FIOROT ASTOURES

LIRIELLY RUELA VITORUGO

RAIANE LECCHI CALIMAN

RELATÓRIO DA VISITA REALIZADA AO LABORATÓRIO DE

TRIBOLOGIA, CORROSÃO E MATERIAIS “TRICORRMAT”

VITÓRIA

2015

INTRODUÇÃO

O documento a seguir apresenta o relato do que foi visto na visita ao

laboratório TRICORRMAT (Laboratório de Tribologia, Corrosão e Materiais),

localizado no CT-IV na Universidade Federal do Espírito Santo (UFES) onde foi

possível observar três tipos de ensaio e suas peculiaridades. São eles: Ensaio

de impacto, ensaio de dureza e o ensaio de tração. Todos estes ensaios foram

realizados por um técnico especializado e todos os resultados obtido e

observados de cada ensaio serão detalhados a seguir.

ENSAIO DE IMPACTO

O ensaio de impacto consiste em submeter um corpo de prova entalhado,

padronizado, a uma flexão provocada por impacto por um martelo pendular;

este tipo de ensaio permite determinar a energia utilizada na deformação e

ruptura do corpo de prova, que é a medida da diferença entre a altura inicial do

pêndulo h e a altura máxima atingida após a ruptura do corpo de prova h'.

Quanto menor for a energia absorvida, mais frágil será o comportamento do

material àquela solicitação dinâmica.

Figura 1 - Equipamento para o Ensaio de Impacto

O ensaio de impacto é largamente utilizado na avaliação do comportamento

frágil dos materiais, porém, a significação e a interpretação são limitadas; por

essa razão, o ensaio deve-se restringir à comparação de materiais ensaiados

nas mesmas condições.

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Os componentes das tensões triaxiais presentes no corpo de prova durante o

ensaio não podem ser medidos satisfatoriamente porque dependem de

diversos fatores; dessa maneira, não é possível relacionar a energia absorvida

pelo corpo de prova com o comportamento do metal a um choque qualquer, o

que somente aconteceria se a peça inteira fosse ensaiada nas condições de

trabalho.

Na visita ao laboratório o técnico na realização do ensaio de impacto charpy

utilizou um martelo de 15 kgf com 0,1 kpm de energia, sendo que este ensaio

foi realizado sem a peça para retirar a perda da resistência do ar. No ensaio foi

utilizado dois corpos de prova de aço 1020, onde não houve rompimento dos

dois corpos de prova. Nas Figuras 2 é possível observar os corpos de prova

utilizados.

Figura 2 - Corpos de Prova Utilizados

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ENSAIO DE DUREZA

A dureza é uma propriedade mecânica relacionada à resistência que um

material, quando pressionado por outro material ou por marcadores

padronizados, apresenta ao risco ou à formação de uma marca permanente.

Depende também diretamente das forças de ligação entre os átomos, íons ou

moléculas e do estado do material (processo de fabricação, tratamento térmico,

etc.)

Existem 2 tipos de ensaios:

Estáticos

Dinâmicos

A maioria dos ensaios de dureza estáticos consistem na impressão de uma

pequena marca feita na superfície da peça, pela aplicação de pressão, com

uma ponta de penetração. A medida da dureza do material é dada em função

das características da marca de impressão e da carga aplicada.

Os principais ensaios de dureza estáticos são:

Ensaio de dureza Brinnel

Ensaio de dureza Rockwell

Ensaio de dureza e microdureza Vickers e Knoop

Durante a visita foram realizados alguns testes de dureza afim de demonstrar

os procedimentos práticos para realiza-los, onde se pode observar os ensaios

de dureza Rockwell e Vickers, principalmente.

O primeiro foi um teste de dureza do tipo Vickers. Ele foi realizado em um

microdurômetro capaz de realizar ensaios Vickers e também Luppy. O material

utilizado como corpo de prova foi o aço 1070 e o ensaio foi realizado durante

15s. O equipamento mede os resultados automaticamente e o valor obtido foi

de 210 Vickers. Um monitor apresenta uma imagem ampliada superfície do

corpo de prova após o ensaio, onde pode-se visualizar as características que o

material era uma mistura de ferrita e perlita.

Outros dois experimentos foram realizados em um segundo equipamento

capaz de realizar ensaios Brinnel, Rockwell B ou Rockwell C, dependendo do

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identador utilizado. Inicialmente realizou-se o Rockwell B, onde definiu-se um

tempo de 15s e uma carga de 100 kgf e obteve-se um valor de 79HB. Realizou-

se um segundo ensaio, do tipo Rockwell C e com carga de 150 kgf, obtendo-se

um resultado de 54HC.

O corpo de prova utilizado nos dois últimos testes é mostrado na Figura 3.

Figura 3 - Corpo de Prova Utilizado para Ensaios Rockell B e C.

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ENSAIO DE TRAÇÃO

O ensaio de tração consiste em aplicar uma força uniaxial no material,

tendendo-o a alongá-lo até o momento de sua fratura. Os CPs (corpos de

prova) na maioria das vezes são circulares podendo também serem

retangulares. O corpo de prova (sempre padronizado por normas técnicas) é

fixado pelas suas extremidades nas garras de fixação da máquina de tração. O

corpo de prova é então submetido a um esforço, aplicando uma carga

gradativa e registrando cada valor de força correspondente a um diferente tipo

de alongamento do material (alongamento este medido por um extensomêtro

como mostra a Figura 4. O ensaio termina quando o material se rompe. Para

efeitos de reduzir as diferenças entre as dimensões de diferentes corpos de

prova, utiliza-se o conceito de tensão convencional ou tensão de

engenharia definido por:

σ = F / Ao

Onde, temos que:

F = Força aplicada

Ao = Área da seção transversal do corpo (antes da aplicação da carga)

Já a deformação sofrida pelo CP pode ser calculada em função do

alongamento sofrido durante o ensaio.

ε =  (Lf- Lo) / Lo

Lf= Comprimento final

Lo=Comprimento inicial

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Figura 4 - Máquina de Tração

Durante o ensaio realizado no TRICORRMAT foi possível observar a

dificuldade em posicionar e fixar o arame nos braços da máquina para

realização do ensaio. A máquina utilizada no laboratório é semelhante ao

exposto na Figura 5. Foi utilizado neste ensaio de tração MTS um arame de

aço inox para demonstração. Na Figura 6 é possível observar a ação do ensaio

através da obtenção do gráfico Tensão x Deformação. Nele é possível observar

a fase elástica, o escoamento, a fase plástica e por fim o limite de ruptura

culminando na ruptura do arame de aço inox, observado na Figura 7.

Figura 5 - Máquina do Ensaio de Tração

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Figura 6 - Gráfico Tensão x Deformação do Ensaio de Tração Realizado

Figura 7 - Arame aço inox após ruptura

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