Ensaios dos materiais Prof Leonidas Cayo Mamani Gilapa

Ensaios dos materiais Prof. Leonidas Cayo Mamani Gilapa

Introdução • Existem atualmente uma crescente variedade de materiais, cada uma com suas características, aplicações, vantagens, limitações e custos. • Os seguintes são os tipos gerais de materiais utilizados na fabricação, sejam eles utilizados de forma isolada ou em combinação com outros materiais.

Introdução – Metais ferrosos: aços ao carbono, ligados, inoxidáveis e para ferramentas; – Metais não ferrosos: alumínio, magnésio, cobre, níquel, titânio, superligas, metais refratários; – Plásticos: termoplásticos, termo fixos e elastômeros; – Cerâmicos, vidros, vitro cerâmicas, grafita, diamante; – Materiais compósitos: plásticos reforçados, compósitos de matriz metálica e matriz polimérica; – Nano materiais, ligas com memoria de forma, semicondutores e supercondutores. • A figura 1 mostra a aplicação de alguns destes materiais.

Introdução Velas em cerâmica Motor em ferro fundido ou alumínio Carroceria em aço ou plástico reforçado Painel e assentos em plástico Janelas de vidro Faróis traseiros em plástico Fios de cobre Aros em aço ou alumínio Estrutura em aço Pneus de borracha Fig. 1: alguns materiais metálicos e não metálicos utilizados nos veículos.

Introdução • Por que alguns materiais são frágeis e outros dúcteis? , por que alguns podem suportar altas temperaturas e outros não? Estas e outras perguntas podem ser respondidas estudando a estrutura atômica dos materiais. Entender a sua estrutura nos permite prever e avaliar a suas propriedades.

Introdução • As propriedades dos materiais estão diretamente relacionados a natureza das suas ligações atômicas, sejam eles metálicos ou não metálicos. Estas propriedades podem ser reunidas em dois grupos: propriedades físicas e propriedades químicas.

Introdução • Propriedades físicas: Determinam o comportamento do material durante o processo de fabricação e de utilização, e são divididas em propriedades mecânicas, térmicas e elétricas. – Propriedades mecânicas: Estas propriedades determinam a maior ou menor capacidade que o material tem para transmitir ou resistir a esforços solicitados. Isto durante a sua fabricação ou utilização.

Introdução – Dentre as propriedades mecânicas, a resistência mecânica é a mais importante, esta permite que o material seja capaz de resistir as diversas solicitações. A elasticidade, capacidade que o material tem de se deformar quando submetido a um esforço. A elasticidade, é a capacidade que o material tem de se deformar quando submetido a um esforço, e de voltar a forma original quando o esforço é cessado. A plasticidade, é a capacidade de o material se deformar quando aplicado um esforço e de manter essa forma quando o esforço desaparece.

Introdução – A dureza, que é a resistência do material a penetração, a deformação plástica permanente e ao desgaste. A fragilidade, quando o material apresenta baixa resistência aos choques. – Propriedades térmicas: relaciona o comportamento do material quando submetido a temperaturas diferentes. A condutividade térmica, capacidade que os materiais tem de conduzir calor. – Propriedades elétricas, comportamento do material quando são submetidos a uma passagem de corrente elétrica.

Introdução – Propriedades químicas: São as que se manifestam quando o material entra em contato com outros materiais ou com o meio ambiente, ela se manifesta ou não na forma de corrosão. • Objetivos dos ensaios: – Avaliar propriedades visando uma aplicação; – Especificação/desenvolvimento (comparação); – Ensaios de rotina (controle de qualidade); – Comportamento de produtos acabados.

Introdução • Resultados ensaios: – Propriedades (parâmetros de projeto); – Controle de qualidade do material.

Introdução • Ensaios mecânicos: Os ensaios mecânicos dos materiais são procedimentos padronizados que compreendem testes, cálculos, gráficos e consultas a tabelas, tudo isso em conformidade com normas técnicas. Realizar um ensaio consiste em submeter um objeto já fabricado ou um material que vai ser processado industrialmente a situações que simulam os esforços que eles vão sofrer nas condições reais de uso, chegando a limites extremos de solicitação. • os ensaios podem ser realizados na própria oficina ou em ambientes especialmente equipados para essa finalidade.

Introdução • Algumas associações de normas técnicas – ABNT associação brasileira de normas técnicas – ABENDE associação brasileira de ensaios não destrutivos – ASTM american society of mechanical testing – BSI british standards institution – DIN deutsches institut fur nurmung – ISO international society for standarization – JIS japanes industrial standards – SAE society of automotive engineers.

Introdução • Os ensaios podem ser classificados: – Quanto a integridade geométrica e dimensional da peça, os ensaios podem ser: • destrutivos, quando após executados provocam a inutilização total ou parcial da peça (tração, dureza, . . ) • Não destrutivos, quando após executados não comprometem a integridade da peça (raios X, . . . ) – Quanto a velocidade de aplicação da carga • Estáticos, aplicação da carga suficientemente lenta • Dinâmicos, quando a carga é aplicada rápida ou ciclicamente • Constante, quando a carga é aplicada por durante um longo período.

• Bibliografia – Kalpakjian, S. , Schmid, S. R. , Manufactura, ingenieria y tecnologia, pearson education, 2008.