ENSAIO DE TRAÇAO

1. INTRODUÇÂO

1.1 Importância do ensaio de tração

Não existe ensaio mecânico que possa prever completamente o real desempenho mecânico de um material, seja na etapa de produção(conformação usinagem,etc.), seja na etapa de utilização(como elemento estrutural, peça automobilística,painel,etc.). Entretanto o ensaio de tração é considerado o teste mecânico que apresenta a melhor relação entre informações fornecidas com baixos custos e complexidade. Ele é em geral o ponto de partida para a caracterização e especificação do material(mesmo esse podendo ser empregado nas mais aplicações).O ensaio de tração consiste em submeter o material a uma carga axial que tende a alongá-lo até a ruptura. No ensaio de tração o corpo é deformado por alongamento, até o momento em que se rompe. Os ensaios de tração permitem conhecer como os materiais reagem aos esforços de tração, quais os limites de tração que suportam e a carga aplicada no qual o corpo rompe. É traçado um gráfico conhecido como diagrama tensão-deformação com os dados relativos às forças aplicadas e deformações sofridas pelo corpo de prova até a ruptura. Ao analisarmos esse gráfico obteremos o módulo de elasticidade, o limite de escoamento, limite de resistência mecânico e a tensão de ruptura.

Figura 1 - Diagrama tensão-deformação, em escala deformada

Módulo de Elasticidade é uma propriedade específica de cada metal e corresponde à rigidez deste. Quanto maior o módulo menor será a deformação elástica.

O limite de escoamento corresponde à transição entre a deformação elástica e a plástica. O limite de escoamento superior é a tensão máxima durante o período de escoamento, essa tensão é seguida por uma queda repentina da carga que representa o início da deformação plástica. Após isso a curva se estabiliza e o valor desta tensão equivale ao limite de escoamento inferior. Tais resultados não dependem apenas do material, mas também de outros fatores como a geometria e as condições do corpo de prova.

O limite de ruptura corresponde à tensão na qual o material se rompe. Tenacidade de um metal é a sua habilidade de absorver energia na região plástica. Já o módulo de tenacidade é a quantidade de energia absorvida por unidade de volume até a fratura.

Limite de resistência mecânica corresponde à tensão máxima obtida durante o ensaio de tração.

 

2. OBJETIVO

O ensaio de tração tem como objetivo a obtenção de valores específicos do material utilizado. Como exemplo o estudo da resistência de um determinado material e a análise do seu comportamento quando submetido à tração. Esse estudo complementa a análise exigida em grande parte das empresas metalúrgicas, assim como a qualificação de um material perante a exigência de empresas e projetos.

Além disso, o ensaio de tração realizado pelos alunos também visa o aprendizado e familiarização com as medidas e equipamentos empregados durante o ensaio. Pode-se aplicar na prática os conceitos aprendidos previamente nas aulas teóricas de Princípio de Ciencia dos Materiais. E o relatório é uma forma de expor todos os procedimentos, análises e resultados obtidos com o ensaio

 

3. MATERIAIS

3.1 Corpos de prova

Neste ensaio, foram utilizados corpos de prova, usinados de acordo com normas de padronização que neste caso foi a NBR-7480, de aço e cobre. Esses corpos podem ser de seção circular (como utilizado no ensaio) ou retangular. São compostos de duas cabeças utilizadas para fixação, e uma parte central mais estreita. Nos ensaios, é nessa região em que ocorre as deformações e onde são realizadas as medições.

Em ambos os casos, o diametro do corpo de prova utilizado foi de 10 mm e o tamanho da seção lateral foi de 50mm.

Figura 2 - Esquema corpo de prova

3.1.2 Aço 1045

O aço 1045, utilizado neste ensaio, tem um teor médio de carbono. Caracteriza-se por sua boa força e resistencia ao impacto. Alem disso, tem boa usinabilidade e soldabilidade relativamente boa. Este material é utilizado extensamente por diversos setores da industria, em aplicações que requiram maior resistencia do que os aços de baixo carbono. O aço 1045 é muito usado em peças mecânicas em geral.

3.1.3 Cobre

O cobre é um dos metais mais utilizados pela industria, caracteriza-se pela coloração avermelhada, maleabilidade e ductibilidade. Por ser um metal que não se deteriora com os poluentes presentes no ar, o cobre é uma excelente opção financeira visto que não necessita manutenção periódica.

Figura 3 - Corpo de prova Aço 1045

Figura 4 - Corpo de prova Cobre

4. EQUIPAMENTOS

4.1 Maquina universal de ensaios

Esse ensaio foi realizado em uma maquina universal de ensaios de compressão, flexão e tração da marca suiça Amsler. Esta maquina de funcionamento hidráulico, produz um gráfico tensão x deformação, impresso sobre papel milimetrado com auxilio de uma caneta. Em maquinas mais modernas, os gráficos são plotados via computador produzindo um material mais detalhado.

As máquinas hidráulicas se baseam em movimentos de pistão que acionam o cabeçote para cima e para baixo. O operador controla a tensão atraves de uma valvula que consequentemente controla o fluxo de óleo, os valores são visualizados em um mostrador análogico graduado em escala de 10 ton.

Sua base é fixa, e sua parte superior é movel. Sendo essa que produz sobre o corpo o efeito de tração. A parte movel é ligada atraves de um cabo ao sistema que plota o gráfico final.

Figura 5 - Máquina Universal Hidráulica

 

5. METODOLOGIA

5.1 Metodologia de ensaio

Todo e qualquer tipo de ensaio é realizado de acordo