Análise de Ensaio ao Impacto em Corpo de Prova

Impact Testing Analysis in Speciment

BERTOLDI, Evandro

Artigo:

A separação ou fragmentação de um corpo sólido em duas ou mais partes, pela ação de um esforço, é chamada fratura, e a capacidade de absorver energia até que essa fratura ocorra é a tenacidade do material. Considerando que o desempenho de alguns materiais é diretamente dependente da maneira como se aplica a carga, para situações de solicitações dinâmicas o ensaio de impacto é amplamente utilizado. Dentre suas vantagens, está o baixo custo e a relativa simplicidade na realização do ensaio. Realizou-se o ensaio de impacto Charpy em corpos de prova de aço SAE 1020, com entalhe em V, orientado transversalmente à direção de laminação. Esse ensaio foi realizado sob seis temperaturas (25, 10, -10, -30, -50 e -70ºC). O ensaio e a confecção dos corpos de prova foram especificados pela norma ASTM A370, sendo as dimensões dos corpos de prova de 10x10x55mm. Verifica-se, através do ensaio de impacto, que a temperatura influencia na tenacidade do material, obtendo-se, para o corpo de prova ensaiado, uma estrutura frágil em baixas temperaturas e uma estrutura mais dúctil em temperatura ambiente. Dessa maneira, pode-se determinar o correto material a ser empregado em diversas temperaturas.

A separação ou fragmentação de um corpo sólido em duas ou mais partes, pela ação de um esforço, é chamada fratura, e a capacidade de absorver energia até que essa fratura ocorra é a tenacidade do material. Considerando que o desempenho de alguns materiais é diretamente dependente da maneira como se aplica a carga, para situações de solicitações dinâmicas o ensaio de impacto é amplamente utilizado. Dentre suas vantagens, está o baixo custo e a relativa simplicidade na realização do ensaio. Realizou-se o ensaio de impacto Charpy em corpos de prova de aço SAE 1020, com entalhe em V, orientado transversalmente à direção de laminação. Esse ensaio foi realizado sob seis temperaturas (25, 10, -10, -30, -50 e -70ºC). O ensaio e a confecção dos corpos de prova foram especificados pela norma ASTM A370, sendo as dimensões dos corpos de prova de 10x10x55mm. Verifica-se, através do ensaio de impacto, que a temperatura influencia na tenacidade do material, obtendo-se, para o corpo de prova ensaiado, uma estrutura frágil em baixas temperaturas e uma estrutura mais dúctil em temperatura ambiente. Dessa maneira, pode-se determinar o correto material a ser empregado em diversas temperaturas.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/engpro-simea2016-PAP96

Referências bibliográficas

• [1] GARCIA, A.; SPIM, J. A. e SANTOS, C. A.. Ensaio dos Materiais. LTC, Rio de Janeiro, 2008.
• [2] HERTZBERG, R. W.. Deformation and Fracture Mechanics of Engineering Materials. Chichester: John Wiley, 4th ed., New York , 1996.
• [3] HORATH, L.. Fundamentals of Materials Science for Technologists: Properties, Testing, and Laboratory Exercises. N. J: Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1995.
• [4] SUMPTER, J. D. G. and KENT, J. S.. Fracture Toughness of Grade D Ship Steel. Engineering Fracture Mechanics, 28 p., 2006.
• [5] IRELAND, D. R.. Critical Review of Instrumented impact Testing. Journal of Dynamic fracture Toughness, V.1, p. 47-62, 1977.
• [6] BURDEKIN, F. M. and FOLCH, L. C. A.. Application of Coupled Brittle-Ductile Model to Study Correlation Between Charpy Energy and Fracture Toughness Values. Engineering Fracture Mechanics 63, p. 57-80, 1999.
• [7] BENZERGA, A. A., DESANDRE, D., TVERGAARD, V., NEEDLEMAN, A.. Material Inertia and Size Effects in the Charpy V-Notch Test. European Journal of Mechanics A/Solids 23, p. 373-386, 2004.
• [8] SOUZA, S. A. de. Ensaios Mecânicos de Materiais Metálicos. Edgard Blucher, 5.ed., São Paulo, 1982.
• [9] KOBAYASHI, T., KIM, H. J. and MORITA, S.. Progress and Development in the Instrumented Charpy Impact Test, Mat. – Wiss. U. Werkstofftech 32, p. 525-531, 2001.
• [10] SRIVATSAN, T. S., LAM, P. C. and KRAUSE, J.. The Impact Toughness Characteristics of Steel Wire-Reinforced polymer Composites. Materials Letters, p. 324-328, 2009.
• [11] ZAPPINI, G., KAMMANN, A. and WACHTER, W.. Comparison of Fracture Tests of Denture Base Materials. The Journal of Prosthetic Dentistry, p. 578-585, 2003.
• [12] ASTM A 370 – 06. Standard Test Methods and Definitions for Mechanical Testing of Steel Products, November, 2006.
• [13] MEYERS, M. A. and CHAWLA, K. K.. Mechanical Behavior of Materials. Prentice-Hall, New Jersey, 1999.
• [14] SILVA, R. V.. Avaliação da Tenacidade à Fratura de Soldas de Alta Resistência e Baixa Liga pelo Método da Integral J. Dissertação, São Carlos, 1998.
• [15] ASKELAND, D. R. and PHULÉ, P. P.. The Science and Engineering of Materials. Thomson Learning , 5th ed., Austrália, 2006.
• [16] DAVIM, J. P. e MAGALHÃES, A. G.. Ensaios Mecânicos e Tecnológicos: Inclui Exercícios Resolvidos e Propostos. Publindústria, 2. ed., Porto, Portugal, 2004.
• [17] ASTM E23 - American Society for Testing and Materials. Standard Test Methods for Notched Bar Impact Testing of Metallic Materials. Philadelfia, USA, 2012.
• [18] CALLISTER, W. D.. Fundamentals of Materials Science and Engineering: An Introduction. John Wiley , 2nd. ed., New Jersey, 2005.
• [19] GOST 9454 - Standards Publishing House. Impact Bending Test Method at Low, Room and High Temperatures. Moscow, 1978.
• [20] EIRCKSONKIRK, M. and SHAIKH, A.. Insights and Observations Arising from curve-fitting the Charpy V-Notch and Tensile data Contained within the United Stats’ Light Water Reactor Surveillance Database. In: Proceedings of PVP2008-61650, ASME, 2008.
• [21] GOUVEIA, K. C.. Investigação dos Métodos de Determinação da Temperatura de Transição Dúctil-Frágia (TTDF) Utilizando Ensaio de Impacto Charpy. Dissertação de Mestrado em Engenharia Mecânica, Centro Universitário da FEI, São Bernardo do Campo, 2013.

Como citar:

Evandro Bertoldi; "Análise de Ensaio ao Impacto em Corpo de Prova", p-760-776. In: Anais do XXIV Simpósio Internacional de Engenharia Automotica - SIMEA 2016 [=Blucher Engineering Proceedings].. São Paulo: Blucher, 2016.
ISSN 23577592, DOI 10.5151/engpro-simea2016-PAP96