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Ensaios e Práticas de Preparação "Metais"

Este ensaio, descrito pela ASTM E8 e ISO 6892, avalia as propriedades de tensão de materiais metálicos à temperatura ambiente. Os resultados obtidos são: tensão de escoamento, resistência à tração, alongamento total e redução da área transversal do corpo de prova.
Este ensaio, descrito pela ASTM E21, possui os mesmos princípios que o ensaio de tração a temperatura ambiente e fornece também os mesmos resultados, porém o material é submetido a temperaturas elevadas. São uma importante ferramenta para balizar parâmetros de ensaios de fluência, onde os materiais estão submetidos a altas temperaturas por longos períodos de tempo, tal como em caldeiras ou fornos.
O MIB desenvolveu uma nova tecnologia de ensaios de tração em altas taxas de deformação como uma alternativa à tradicional Barra de Hopkinson. O objetivo deste tipo de ensaio é de determinar a curva tensão-deformação para taxas de deformação elevadas, fornecendo parâmetros para softwares computacionais de simulação de crash tests.
Ensaio utilizado para determinar a tenacidade do material, dada pela energia absorvida pelo material até se romper. A energia é fornecida por martelos padronizados. O ensaio é executado conforme a norma ASTM E23, utilizada para ensaios de impacto em materiais metálicos. O teste ainda pode ser efetuado em temperaturas diversas.
O ensaio de pressão por cunha, regido pela norma ABNT NBR 4889, visa estimar o limite de resistência à tração de ferros fundidos cinzentos sem elementos de liga.
Este ensaio mede a dureza de um material aplicando-se uma carga através de um penetrador esférico de carbeto de tungstênio. Após o ensaio, o diâmetro da calota é medido e então a dureza do material pode ser calculada. As esferas de carbeto de tungstênio utilizadas para este ensaio são de quatro diferentes diâmetros 1; 2,5; 5 e 10 mm, as combinações de parâmetros, carga e penetrador, são indicadas pela norma.
Especificado pela norma ASTM E18, o ensaio de dureza Rockwell é largamente utilizado no controle de qualidade de metais. No ensaio, executa-se uma pré-carga e em seguida é aplicada a carga principal e a profundidade de penetração é medida, informando a dureza na escala utilizada.
Análise de microdureza Vickers, especificada pela ASTM E384, determina a dureza e perfil de microdureza de microconstituintes ou profundidade de camadas tratadas. O penetrador utilizado no teste de dureza Vickers é uma pirâmide de base quadrada de diamante e a dureza é calculada através da média das diagonais formadas na penetração.
A razão de Poisson é uma propriedade intrínseca do material que mede a deformação transversal em relação à longitudinal de um material homogêneo e isotrópico. A norma utilizada para a determinação da Razão de Poisson de materiais estruturais é a ASTM E132. O ensaio é realizado à temperatura ambiente, com amostras de seção retangular e que não sofram fluência significante à temperatura do ensaio. O material é submetido a um ensaio de tração enquanto tem sua a variação dimensional da seção transversal e comprimento monitorados.
Neste ensaio, regido pela ASTM E111, uma força uniaxial é aplicada ao corpo de prova e os valores de tensão e deformação são medidos. O módulo de elasticidade é então calculado por meio da inclinação inicial da curva tensão-deformação. O resultado obtido é empregado em cálculos de rigidez de estruturas.
A ASTM E517 especifica um método de teste de tração que mede a razão de deformação plástica, r, de uma chapa metálica utilizada para operações de estampagem profunda.
A norma ASTM E646 estabelece um método para a obtenção do expoente de encruamento, n, utilizando dados obtidos em um teste de tração. As amostras devem possuir espessura entre 0,13mm a 6,4mm.
O teste é comumente realizado em materiais como ferro fundido cinzento, aços ferramenta e carbonetos sinterizados, mas também é empregado para avaliar a resistência de implantes ortopédicos de aço inoxidável ou ligas de titânio. Os corpos de prova, de seção transversal retangular ou circular, ou componentes são submetidos a carregamento transversal onde a carga é aumentada lentamente até que ocorra a ruptura. A tensão de ruptura é registrada e deste modo determinada a resistência à flexão do material. Ainda por meio deste teste é possível obter o módulo de elasticidade, tenacidade, resiliência e ainda construir curvas de tensão x deformação.
A ASTM E466 descreve o procedimento para a realização de testes que determinam a resistência à fadiga por controle de tensão axial de materiais metálicos. Os corpos de prova testados podem ou não serem entalhados e são submetidos a uma amplitude de tensão constante à temperatura ambiente. A ASTM E468 padroniza as condições do ensaio de fadiga e a forma como os resultados deverão ser apresentados, como elaboração de curvas S-N. Ainda podem ser realizados ensaio de fadiga por flexão 3-pontos, 4-pontos, cantilever.
Regido pela ASTM E606, este ensaio determina propriedades de fadiga em materiais homogêneos ao serem submetidos à tensões uniaxiais. O teste é comumente utilizado para processos de controle de qualidade, análise de falha, projeto mecânico e pesquisa. Neste tipo de ensaio de fadiga, a amplitude de deformação é controlada.
Este teste, regido pela ASTM E647, determina a taxa de propagação de trincas. Os resultados são apresentados em gráficos de taxa de deformação em função da variação do fator de intensidade de tensão na ponta da trinca, definido pela teoria da mecânica da fratura elástica linear.
Ensaios de fadiga termomecânica combinam um ciclo mecânico e um ciclo térmico simultaneamente. Este tipo de ensaio procura simular situações práticas, tal como as encontradas em discos de freio (na frenagem) e em motores (no aquecimento e resfriamento). Os ensaios podem ser realizados em-fase, onde a máxima deformação mecânica coincide com máxima temperatura do ciclo, ou fora-de-fase, onde a máxima deformação mecânica coincide com a mínima temperatura do ciclo.
O ensaio de CTOD (Crack Tip Opening Displacement) tem por objetivo determinar propriedades de tenacidade à fratura de materiais metálicos e é especialmente apropriado para materiais que apresentam comportamento de transição dútil-frágil com o decréscimo da temperatura. A norma utilizada para este ensaio é a ASTM E1290.
Os ensaios de pull-out (arrancamento) e shear rivet (cisalhamento) são largamente empregados pelas indústrias automotiva e aeronáutica para avaliar a resistência mecânica e capacidade de absorção de energia de juntas soldadas a ponto e rebitadas.
A norma ASTM E399 estabelece um procedimento para o ensaio que determina a tenacidade à fratura em deformação plana, KIC, a partir de corpos de prova trincados por fadiga com no mínimo 1.6mm de espessura.
Este teste avalia a resistência de um metal ou liga metálica quando submetido a corrosão-sob-tensão, ou seja, sob carga sustentada em um ambiente corrosivo. Durante os testes são registrados todas as condições de ensaio, níveis de tensão, tempo de exposição e tensão de ruptura. Materiais quando submetidos a esta condição podem apresentar falhas catastróficas, mesmo se tratando de metais dúteis.
Ensaios destinados a simular situações de solicitação mecânica em altas temperaturas por longos períodos de tempos. Situações típicas desta natureza são encontradas em caldeiras, vasos de pressão, elementos estruturais de fornos e motores. A norma utilizada neste ensaio é a ASTM E139, a determinação da resistência à fluência é dependente do tempo que a amostra leva para se romper.
Especificado pela ASTM C633, este ensaio é largamente utilizado para controle de qualidade, pesquisa e desenvolvimento de camadas aspergidas e equipamentos necessários, como forma de melhorar a adesão e integridade da camada. Este método compara as forças adesivas e coesivas, aplicando tensões normais à superfície do substrato e revestimentos produzidos por aspersão térmica.