Ensaio de Tração

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As curvas, obtidas com os ensaios de tração, representadas acima mostram que apenas a amostra recozida apresentou escoamento descontínuo, característica comum em aços de baixo carbono. O primeiro pico no gráfico é chamado de limite de escoamento superior e depois disso a tensão cai para o limite inferior de deslizamento. Esse comportamento é associado à presença de pequenas quantidades intersticiais ou impurezas substitucionais.

A amostra no estado de fornecimento apresentou a maior tensão de ruptura e tensão limite de proporcionalidade, com isso é possível concluir ela possui um alto grau de encruamento. Mesmo a amostra temperada e revenida rompeu com uma tensão menor, provavelmente em decorrência da alta temperatura do revenido.

O módulo de elasticidade é uma propriedade do material, portanto deveria ser o mesmo para todas as amostras, independentemente do tratamento térmico realizado. Para o cálculo do módulo de elasticidade foram utilizados os dados dos gráficos apresentados, e os valores ficaram próximos, porém muito discrepantes em relação aos indicados na literatura, provavelmente por erros na medição da deformação na máquina. O único valor que ficou significantemente diferente dos demais foi o da amostra normalizada, essa diferença pode ser observada na Fig. 6, na qual é possível constatar que a inclinação da reta na fase elástica é maior do que nos demais experimentos. Essa grande diferença neste experimento pode ter sido causada por diversos fatores, sendo o mais provável o escorregamento durante o ensaio.

O recozimento alterou grandemente a ductilidade do corpo de prova, assim como era esperado, pois foram aliviadas as tensões internas provenientes do trabalho a frio, que afetou a amostra no estado de fornecimento, aumentando sua resistência à tração.

Após o ensaio de tração foi realizado o estudo das fraturas em todos os corpos de prova. As figuras 9, 10, 11 e 12 apresentam as imagens detalhadas de cada amostra.

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Fig. 9. Estado de Fornecimento

Fig. 10. Normalizado

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Fig. 11. Recozido

Fig. 12. Revenido

Observando as imagens das fraturas, concluiu-se que para as amostras no estado de fornecimento, recozida e normalizada, foi gerada uma fratura taça-cone, típica de um material dúctil. Sendo que a amostra no estado de fornecimento apresentou uma região fibrosa consideravelmente menor do que as demais, devido ao seu estado encruado, que lhe proporcionou grande resistência à tração e reduziu seu alongamento percentual. Enquanto que na amostra que foi temperada e revenida, foi observada uma fratura tipo roseta, porém no centro do corpo de prova foi formada uma região fibrosa, mostrando que a fratura não foi totalmente frágil, pois teve em seu início uma fase dúctil. Este resultado provavelmente foi observado em decorrência do revenimento em alta temperatura, que removeu muitas das tensões internas da amostra, assim devolvendo parte de sua ductilidade que havia sido perdida na têmpera em água.

4. Conclusões

Os resultados de tensão de escoamento e máxima têm pequena diferença com os encontrados na literatura. No caso do aço em estado de fornecimento, a diferença deve-se pelo fato que ele foi laminado a frio, e só se encontra valores de estirado a frio. Houve grande diferença entre os resultados de alongamento, pois o sistema dos ensaios não era idealmente rígido (ausência de extensômetro). As fraturas foram dúcteis, como esperado do aço 1040.

O módulo de elasticidade do aço 1040 é da ordem de 210 GPa. O módulo encontrado nos experimentos foram entre 1 e 2 GPa. Essa grande diferença de valor encontrado com o da literatura foi causada pela grande deformação que foi obtida pelo sistema de obtenção de dados

.5. Referências

[1] P. Favia, and R. D’Agostino, Surf. & Coat. Tech., 98, 1102-1106, (1998).

Callister and Rethwisch, Uma Introdução a Ciencias dos Materiais 8ª edição (2009).