Ensaio de Tração: Muitas informações podem ser obtidas através deste teste

O ensaio de tração é um ensaio mecânico amplamente utilizado para a determinação das propriedades mecânicas de um material. Consiste basicamente na aplicação de uma carga uniaxial que provoca o alongamento paralelo ao eixo de aplicação da carga em um corpo de prova padronizado até a fratura.

O ensaio de tração é sem dúvida um dos mais utilizados dos ensaios mecânicos e, quando realizado criteriosamente, pode fornecer informações básicas sobre as propriedades mecânicas fundamentais dos materiais empregados na engenharia. Essas informações tem muitas vezes aplicação direta no projeto e dimensionamento de componentes e produtos.

Apesar de não ser necessariamente capaz de fornecer informações para prever o comportamento dos materiais quando sujeitos a carregamentos em condições de serviço, o ensaio de tração permite avaliar características de resistência e de ductilidade que podem ser usadas para estabelecer critérios de controle de qualidade que assegurem desempenho satisfatório em determinadas aplicações. Para isso se faz necessário a padronização dos métodos de ensaios e dos corpos de provas em relação à dimensão e obtenção das amostras através de normas técnicas como ASTM e ISO.

O teste é um procedimento reconhecido e eficaz para comparação de diferentes materiais frente ao desgaste abrasivo, permitindo a seleção e desenvolvimento de produtos, componentes e soluções cada vez melhores para diversas aplicações onde a abrasão é um risco iminente. Trata-se também de um teste para avaliar a performance e eficácia de revestimentos e tratamentos de superfícies para prolongar a vida útil de componentes de engenharia.

A metodologia do ensaio consiste na fixação do corpo de prova pelas suas extremidades nas garras de fixação da máquina universal de ensaios. São aplicadas cargas crescentes na direção axial e as deformações correspondentes são medidas com auxílio de um extensômetro. As cargas são mensuradas na própria máquina e o ensaio ocorre normalmente até a ruptura do material, ou até o limite da máquina. 

Os dados obtidos com o teste permitem construir as curvas de tensão versus deformação que geram muitos dados para caracterização quantitativa, qualitativa, controle de qualidade e pesquisas. Um exemplo da curva tensão versus deformação e as propriedades mecânicas que podem ser obtidas é apresentada na figura abaixo. Além das propriedades observadas na figura, através da análise da curva resultante do ensaio de tração também é possível determinar o módulo de elasticidade ou de Young (E), coeficiente de Poisson (ѵ), ductilidade, tenacidade, tensão de escoamento, deformação máxima, expoente de encruamento, entre outros.

Curva tensão versus deformação e algumas propriedades que podem ser obtidas.

Devido ao estiramento do corpo de prova, uma redução de área na região central da amostra é observada após o limite de resistência do material, e é denominado empescoçamento ou estricção. É esperado que a ruptura da amostra ocorra sempre na região de estricção da amostra, uma vez que a tensão se concentra nessa região. A menos que haja um defeito interno ou descontinuidade, fora dessa região, que cause ruptura.

Curva tensão versus deformação com ilustração esquemática da estricção (empescoçamento) do corpo de prova.

O comportamento de cada material durante o ensaio de tração é resultado da microestrutura, das ligações químicas estabelecidas, bem como dos tratamentos térmicos e das rotas de processamento empregados.

Além desses fatores, as condições de ensaio também podem afetar o comportamento de cada material.

O CCDM conta com infraestrutura completa para a realização de ensaios de tração. Para ensaios em materiais metálicos o CCDM possui uma máquina de 20 toneladas e realiza ensaios em temperaturas de até 180 °C, além de desenvolver dispositivos especiais para ensaios normalizados e não normalizados. As seguintes normas são avaliadas: ASTM E8/E8M–16a, NBR ISO 6892-1–15, ASTM E21–17, ASTM E517–18 e ASTM E646–16.

Ensaios em materiais poliméricos são avaliados segundo as normas: ASTM D638, ISO 527, ASTM D1708, ASTM D882, ASTM D412, ASTM D3759 e ISO 527. O CCDM também desenvolve dispositivos especiais para ensaios não normalizados, e oferece ensaios em temperaturas entre -40 °C e 180 °C.

Entre em contato conosco para saber mais sobre Ensaio de Tração e outros ensaios que são realizados em nossos laboratórios.

 

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