MEDINDO A RESISTÊNCIA DO METAL (RESISTÊNCIA À TRAÇÃO E AO IMPACTO)

MEDINDO A RESISTÊNCIA DO METAL (RESISTÊNCIA À TRAÇÃO E AO IMPACTO)

Ao selecionar um metal para um projeto específico, uma das considerações mais importantes – especialmente quando se trata de aplicações estruturais – é a resistência à tração e a resistência ao impacto. Saber quais são essas propriedades mecânicas e como avaliá-las é essencial para selecionar o metal correto para o seu projeto.

Qual é a resistência à tração?

A resistência à tração é um valor que indica a capacidade de um metal resistir à deformação e à falha quando são aplicadas cargas que o afastam (conhecidas como cargas de tração). A resistência à tração é tipicamente quantificada através de unidades de libras por polegada quadrada (PSI) ou pascals (Pa).

Existem 3 tipos diferentes de resistência à tração:

  • Força de rendimento elástica
  • Resistência à tração
  • Resistência à ruptura da fratura

A força de rendimento é a força que um metal tem antes de começar a se deformar plasticamente. A resistência à tração máxima é a resistência à tração máxima de um metal, e normalmente é encontrada após a deformação plástica ter começado a ocorrer. A resistência à ruptura da fratura é a resistência do metal no ponto de falha final.

Teste de resistência à tração

Uma máquina de teste de tração é necessária para testar adequadamente a resistência à tração de um material. Esta máquina consiste em dois conjuntos de mandíbulas, uma unidade de controle e cilindros que criam a força de uma carga de tração.

Para realizar o teste, uma amostra de metal é carregada nas garras. Na maioria dos casos, o metal é usinado de forma que é mais espesso onde é preso pelas garras do que no centro. Isso ajuda a garantir que a fratura não ocorra nas mandíbulas e não seja resultado da concentração de tensão das mandíbulas. Os cilindros são ativados usando a unidade de controle e um ou ambos os conjuntos de garras começam a se afastar um do outro, o que aplica uma tensão de tração no metal. Uma vez que o material atinge seu ponto de falha, os dados são recuperados da unidade de controle em quanto força foi usada. Os dados de força são então usados ​​em conjunto com a área da seção transversal do metal para calcular a força sobre a unidade de área, como PSI ou Pa. Os resultados do teste de tração podem ser exibidos em uma curva de tensão-deformação.

A resistência à tração é uma propriedade mecânica frequentemente documentada, pois muitos metais são obrigados a sofrer uma carga de tração durante sua vida útil. Alguns exemplos práticos nos quais a resistência à tração é uma consideração importante incluem correntes para elevação ou reboque, fixadores quando apertados ou metais estruturais em um arranha-céu à medida que o vento aplica força ao edifício.

O que é força de impacto?

Resistência ao impacto é a capacidade de um metal para absorver energia de colisão enquanto resiste a rachaduras ou fraturas. A resistência ao impacto também é conhecida como tenacidade e geralmente é expressa em libras-pé (ft-lbf) ou Joules por metro (J / m).

Teste de Resistência ao Impacto

Existem várias maneiras de testar a resistência ao impacto . Um dos testes mais utilizados é o teste Charpy V-Notch . Para realizar um teste de Charpy V-notch, uma amostra de metal é usinada para um tamanho definido por um padrão e tem uma precisão de entalhe usinada no centro. Isso atua como um concentrador de estresse geométrico, de modo que o material irá se romper no local desejado durante o teste. É imperativo que este entalhe seja usinado com extrema precisão, pois é muito importante para obter resultados de teste precisos.

A amostra de metal é então carregada em um testador Charpy V-notch. O testador Charpy V-notch consiste de um torno para a amostra e um pêndulo com um peso conhecido na posição horizontal. Durante o teste, o pêndulo é liberado e a energia absorvida pelo metal quando o pêndulo impacta e deforma é registrada. A quantidade de energia absorvida é então usada com os valores dimensionais do metal para calcular a resistência ao impacto do metal. Este teste é feito frequentemente em várias temperaturas diferentes, uma vez que a temperatura pode ter um grande efeito na resistência ao impacto do metal. Um teste alternativo para determinar a tenacidade é o teste de resistência ao impacto Izod .

A resistência ao impacto é uma propriedade mecânica tão importante para se saber, porque os metais estão sujeitos a colisões e impactos – mesmo que não sejam planejados – em tantas aplicações. Exemplos cotidianos de estresses de impacto sendo aplicados a metais incluem uma cabeça de martelo colidindo com um objeto, estampas e cinzéis.