ENSAIO DE TRAÇÃO COM VERGALHÃO

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Tabela 1: Especificações técnicas do CA – 50.

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(Fonte: COFER)

Para realização deste experimento foi utilizada a máquina universal de ensaios DL – Digital Line, esta máquina é utilizada para fazer ensaios com diversos tipos de materiais, como: metais, ligas, polímeros, cerâmicas e etc.

- Ensaio de Tração

A figura abaixo mostra um gráfico padronizado de um ensaio de tração, e os seus pontos de maior importância.

Figura 1: Gráfico Tensão x Deformação.

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(Fonte: CALLISTER JR., 2000, apud, TRIGO.)

4.1. Região de comportamento Elástico

A região de comportamento elástico é a primeira do gráfico, e é onde o corpo de prova consegue “suportar” toda tração sem sofrer danos permanentes nas suas dimensões originais.

“É a fase na qual o material recupera suas dimensões originais após a retirada dos esforços externos sobre ele. A fase elástica obedece a Lei de Hooke representada algebricamente por σ = E. ε . O “E” representado na fórmula é denominado de módulo de elasticidade ou módulo de Young. É a resistência mecânica do material ou rigidez. O módulo de elasticidade pode ser obtido através da inclinação da reta na fase elástica.” (CALLISTER JR., 2000, apud, TRIGO).

4.2. Região de comportamento Plástico

É a região onde o material sofre uma deformação permanente, ou seja, não consegue voltar as suas dimensões originais após a retirada das cargas.

“O fenômeno chamado de deformação plástica dos metais modifica a estrutura interna do metal ou liga metálica. Os cristais deformados plasticamente possuem mais energia que os não-deformados, pois tiveram suas concentrações de deslocações (ou discordâncias), lacunas e outras imperfeições pontuais aumentadas.” (CETEC e LMDM)

4.2.1. Ductilidade

“É a capacidade que alguns materiais possuem de se deformarem antes da ruptura, quando sujeito a tensões muito elevadas. Quanto mais dúctil o aço maior é a redução de área ou alongamento antes da ruptura. A ductilidade pode ser medida a partir da deformação ou da estricção. Este comportamento fornece avisos ocorrência de tensões elevadas em pontos da estrutura.” (TECNOFIX)

4.2.2. Estricção

“Após sofrer grande deformação durante o escoamento, o material adquire maior resistência à tração, pois está no estado encruado ou endurecido, neste ponto inicia-se uma deformação localizada, em algum ponto da parte útil do corpo de prova. Essa deformação chama-se estricção, isto é, a diminuição da secção transversal do corpo de prova na região onde se localiza a ruptura.” (INFOSOLDA).

4.2.3. Encruamento

“Denomina-se encruamento ao fenômeno pelo qual ocorre um aumento da dureza e da resistência mecânica de um material metálico dúctil, como resultado da deformação plástica. Como a deformação é efetuada numa temperatura que é uma pequena fração do valor da temperatura de fusão do material, esse fenômeno também é chamado de trabalho a frio.” (CETEC e LMDM)

4.3. Região de escoamento

Essa região é a região que da inicio a deformação plástica, e nada mais é do que um alongamento significativo no material num intervalo pequeno de aumento de carga.

“Durante o ensaio de tração, o limite de escoamento corresponde à carga que se mantém constante ou diminui, enquanto inicia a deformação plástica no corpo de prova. O limite de escoamento se caracteriza por uma oscilação ou uma parada do ponteiro da máquina durante toda a duração do fenômeno. O limite de escoamento do material é utilizado pelos projetistas após a consideração de um coeficiente de segurança, como garantia de que o metal especificado trabalhará no regime elástico, pois a deformação plástica deverá ser evitada.” (INFOSOLDA)

- Resultados:

Segue abaixo o gráfico Tensão x Deformação criado a partir dos pontos obtidos no ensaio de tração:

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Através desse gráfico podemos chegar a diversos resultados, que estão apresentados na tabela abaixo:

Valor experimental

Valor teórico

Módulo de elasticidade

85,42154 GPa

210 GPa

Resistência Máxima

665,73 MPa

550Mpa

Resistência no limite de escoamento

555,24 Mpa

500 Mpa

- Módulo de elasticidade → E= σ/ε → E = 555240000 Pa/ 0,00645 m →

E = 85,42154 GPa

- Deformação total máquina (%) → Li = 600mm ; Lf = 650,9mm →

650,9mm – 600mm = 50,9mm → (50,9mm/600mm) x 100 → 8,4833%

- Deformação total trena (%) → Li = 600mm; Lf = 655mm →

655mm – 600mm = 55mm → (55mm/600mm) x 100 → 9,1667%

- Coeficiente de estricção (%) → Z = (So – S/ So) x 100 →

S = (44,1786mm² – 15,2053 mm²/ 44,1786mm²) x 100 → 65,5822%

Com base nos valores obtidos podemos chegar a algumas conclusões:

- Em relação a valores teóricos x experimental: nos valores de resistência máxima e resistência no limite de escoamento, os valores experimentais foram superiores aos valores teóricos, o que é uma coisa boa, e a diferença entre eles não foi tão grande. Já em relação ao módulo de elasticidade, o valor experimental deixou a desejar, ficou muito abaixo do valor teórico,