Relatório de Resistência à Tração do Aço

...

Esta máquina é projetada para trabalhos sobre uma bancada, os ensaios são feitos na sua parte inferior, permitindo um fácil manuseio. O sistema eletromecânico é acionado através de fusos de esferas recirculantes, colunas guias e serno de controle. É controlado por um software de ensaios (Tesc 4.00 – EMIC), instalado em um microcomputador.

Esta máquina possui um amplo leque de ensaios destrutivos, tais como, tração, compressão, flexão, dobramento, cisalhamento, deslocamento, adesão, flambagem, penetração, extração, delaminação, coeficiente de atrito.

A seguir, podemos observar as características técnicas desta máquina:

- Capacidade: de 30000 N em ambos sentidos (tração ou compressão).

- Acionamento: eletromecânico por motor de velocidade variável e fuso de esfera.

- Faixa de velocidades: 0,02 a 500 mm/min.

- Faixa de abertura (sem garras): de 220 a 1200 mm.

- Largura útil entre as colunas: 400 mm.

- Transdutores de medição de força: Célula de carga de strain gages.

- Transdutores de medição de deformação: Extensômetros de strain gages, potenciométricos ou outros.

- Transdutores de medição de deslocamento: embutido na máquina.

- Faixa de medição de carga recomendável para células de carga: 50:1 de capacidade de célula.

- Interface com o operador: através de um pequeno teclado para operações simples (figura abaixo), e de um microcomputador para medição e execução de ensaios.

- Comunicação com o microcomputador: através de um canal serial padrão RS-232.

-

- Peso aproximado; 400 kgf.

[pic 3]

Figura 1: Material Utilizado no Ensaio e EMIC DL

- Desenvolvimento

- Estudo das Propriedades do Ensaio de Tração

O ensaio de tração é um experimento que consegue extrair alguns dados importantes de diversos materiais, por ser estritamente empírico o que existe sobre os ensaios de tração é um gráfico, bastante peculiar, que pode explicar o comportamento de ensaio de vários tipos de materiais. A figura a seguir mostra um gráfico de ensaio de tração bastante comum, os pontos de maior importância são apresentados a seguir e explicados em breve.

[pic 4]

Figura 2: Gráfico Tensão-Deformação

0A – região de comportamento Elástico

AB – região de deslizamento de discordância (ou escoamento)

BU – região de encruamento uniforme

UF – região de encruamento não uniforme

4.2- Região de comportamento Elástico e Plástico

O comportamento elástico de um material é uma propriedade mecânica que caracteriza a capacidade do mesmo de retornar as suas dimensões e formas inicias após ser submetido a forças externas. Essa propriedade antecede a deformação plástica.

O módulo de deformação plástica é determinado por vários fatores.

A intensidade das forças internas de atração entre os átomos do material, sendo que quanto maior for essa intensidade maior será também o módulo da sua intensidade.

Do arranjo dos átomos do material, sendo que os materiais que possuem uma estrutura cristalina - arranjo repetitivo de átomos - possuem um modulo de elasticidade maior que os materiais de estrutura amorfa, que é o arranjo de átomos sem nenhuma regularidade.

[pic 5]

Figura 3: Estrutura Cristalina

[pic 6]

Figura 4: Estrutura Amorfa

Da temperatura, pois “o modulo de elasticidade de todos os materiais decresce com o aumento da temperatura.” (Van Vlack, 1970).

Direção cristalina, visto que “os materiais não são isotrópicos em relação ao módulo de elasticidade, pois este varia com a orientação cristalina.” (Van Vlack, 1970).

Deformação plástica é a deformação permanente provocada por tensão igual ou superior à resistência associada ao limite de proporcionalidade. É o resultado do decorrente deslocamento permanente dos átomos que compõe e que constituem o material em análise, diferindo e determinando, a deformação elástica, em que os átomos conservam as suas posições relativas.

A deformação plástica modifica a cadeia molecular interna do metal, tornando mais difícil o escorregamento interior e aumentando a sua dureza do metal. Esse aumento na dureza por deformação plástica é denominado endurecimento por deformação a frio ou encruamento e é acompanhado de elevação do valor da resistência e redução da ductilidade do metal.

4.3- Ductilidade e Estricção

É a máxima deformação que um material pode suportar até que ele se rompa (quebre), e ao momento que é aplicado a tensão e que o material vai se deformando transformando este em um material dúctil. Quando o material se rompe sem sofrer deformação é considerado um material frágil.

A redução percentual da área da seção transversal do corpo de prova na região aonde vai se localizar a ruptura. A estricção determina a ductilidade do material. Quanto maior for a porcentagem de estricção, mais dúctil será o material.

[pic 7]

Figura 5: Demonstração do alongamento do corpo de prova

É efetuado o cálculo e chegado ao alongamento.

No experimento realizado o alongamento foi a seguinte:

A = (172 – 160) / 160

A = 0, 075 mm/mm

O que indica que o material sofreu uma deformação de 0, 075 mm por 1 mm do comprimento do material em teste.

Estricção