O Impacto Charpy

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Figura 3 - Equipamento utilizado para Ensaio de Impacto Charpy

3.1 Métodos

Inicialmente para ajustar o “ponto zero” da escala e zerá-lo, eleva-se o pêndulo da máquina de ensaio Charpy até a altura inicial preestabelecida e trava-o nesta posição. Posiciona-se o ponteiro no disco graduado para a capacidade máxima de energia potencial da máquina (30 kgf.m) e finalmente solta-se o pêndulo da altura inicial. Somente após este procedimento inicial que a máquina estará calibrada.

Assim, os ensaios são realizados elevando-se o pêndulo até a altura de capacidade máxima, e este é travado no alto. O corpo de prova é posicionado na região da máquina onde já existem apoios previamente preparados de forma que o entalhe fique oposto a região de impacto – o manuseio do corpo de prova não deve exceder mais de 6 segundos, do contrário, o material deve retornar à sua temperatura inicial e estabilizá-la por 15 minutos para a realização do mesmo procedimento,

Finalmente o pêndulo é solto e o choque rompe o material, assim, a energia absorvida é registrada no disco graduado do equipamento e o corpo rompido é recolhido para posterior avaliação da fratura. Tais operações são repetidas para dois corpos de prova em cada temperatura.

- Resultados e Discussões

Com a realização dos ensaios de impacto nas amostras, obteve-se os seguintes resultados de energia absorvida, apresentados na tabela 1 e as fotos dos corpos-de-prova de cada temperatura apresentados na tabela 2.

Tabela 1 – Temperaturas de ensaio e respectivas energias de impacto

Temperatura (°C)

Energia de impacto (kgf.m)

Cdp 1

Cdp 2

Média

Média (J)

-190

0,5

0,4

0,45

4,41

-20

1

0,8

0,9

8,82

0

2,1

1,1

1,6

15,69

Tamb

3,2

2,6

2,9

28,44

100

7,1

7,2

7,15

70,11

200

7,7

6,8

7,25

71,09

Tabela 2 – Fotos do corpos-de-prova e respectivas temperaturas

Temperaturas (°C)

Fotos

-190

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-20

[pic 6]

0

[pic 7]

Tamb

[pic 8]

100

[pic 9]

200

[pic 10]

A partir dos valores médios de energia de impacto dos corpos de prova, traçou-se o gráfico de energia de impacto (Joule) x temperatura (°C), como mostrado a seguir na figura 4:

[pic 11]

Figura 4 – Gráfico energia de impacto (Joule) x temperatura (°C) do aço 1060.

Através dos resultados obtidos podemos observer que a região de transição dúctil-frágil para o aço 1060 está localizada a temperaturas próximas à temperatura ambiente, como pode ser observado na Figura 4. Porém, devido à dificuldade para definir essa região, deve-se classificar um intervalo de temperatura para a transição, que neste caso ocorre aproximadamente entre -20°C e 100°C. Temperaturas abaixo de -20°C são referentes à fratura frágil, com baixa absorção de energia, e acima de 100°C se observa a fratura dúctil, com alta absorção de energia. O tipo de fratura também pode ser observado pela tabela 2, onde os corpos-de-prova frágeis fraturaram de forma plana, enquanto os CDPs dúcteis fraturaram com alongamento, formando uma superfície fibrosa.

Pode-se definir a T1, aonde acima desse valor de temperature a fratura é 100% dúctil. O valor encontrado de T1 = 200°C. A T3 é a média dos valores do patamares superior e inferior, sendo neste caso observado o valor T3 = 33°C. O valor T4 é o valor adotado de Eab = 20 J, e o valor encontrado foi T4 = 11°C. E por ultimo a T5, valor que abaixo da qual a fratura