Teste de impacto Charpy de aços laminados a frio e laminados a quente sob diversas condições de temperatura

Fonte: Roberto Leon, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Virginia Tech, Blacksburg, VA

Um dos tipos mais insidiosos de falhas que podem ocorrer nas estruturas são as fraturas frágeis, que são principalmente devido a materiais de má qualidade ou má seleção de materiais. Fraturas frágeis tendem a ocorrer de repente e sem muita inelasticidade material; pensar em uma fratura óssea, por exemplo. Essas falhas ocorrem frequentemente em situações em que há pouca capacidade para o material desenvolver tensões de tesoura devido às condições de carregamento tridimensional, onde as concentrações de tensão locais são altas, e onde um caminho de força lógica e direta não foi fornecido pelo designer. Exemplos desse tipo de falha foram observados após o terremoto de Northridge em 1994 em estruturas de aço de vários andares. Nestes edifícios, várias das soldas de chave fraturadas sem apresentar qualquer comportamento dúctil. As fraturas tendem a ocorrer perto de conexões, ou em interfaces entre peças de materiais básicos, pois a soldagem tende a introduzir descontinuidades locais em ambos, materiais e geometria, bem como tensões tridimensionais devido ao resfriamento.

Ao especificar materiais para uma estrutura que verá temperaturas de operação muito baixas (ou seja, o gasoduto do Alasca) muitos ciclos de carregamento (uma ponte em uma rodovia interestadual), ou onde a soldagem é usada extensivamente, é necessário ter um teste simples que caracterize a robustez do material, ou resistência à fratura. No campo da engenharia civil esse teste é o teste de entalhe em V de Charpy, que é descrito neste laboratório. O teste de entalhe Em V charpy destina-se a fornecer uma medida muito simplista da capacidade do material de absorver energia quando submetido a uma carga de impacto.

Neste experimento vamos testar vários espécimes Charpy em diferentes temperaturas para ilustrar o efeito de temperatura sobre a resistência ao impacto do aço suave.

1. Para preparar a máquina de teste, primeiro certifique-se de que o caminho do martelo está livre de quaisquer obstruções. Uma vez que o caminho esteja livre, levante o martelo até que ele se tranque e fixe a trava para evitar a liberação acidental do martelo.
2. Para preparar os espécimes, use a caixa fria para resfriar um espécime de cada m

Depois de repetir o experimento para espécimes de maio e valores de temperatura, você pode traçar a dependência de temperatura da energia absorvida e ver claramente a existência de uma prateleira superior e inferior (ou porções horizontais planas). Estas prateleiras indicam que existem minima e maxima claros que podem ser alcançados para um determinado material e processamento. O principal interesse é quantificar cuidadosamente as temperaturas de transição para minimizar o risco de que elas se enquadram nas te...

Testes de impacto, na forma de testes de Charpy e Izod, são comumente usados para medir a resistência de materiais metálicos à fratura frágil. O teste charpy usa um pequeno espécime de feixe com um entalhe. O feixe é carregado por um grande martelo preso a um pêndulo sem fricção. A combinação da taxa de tensão desta sequência de carga e a presença do entalhe em V que cria uma grande concentração de estresse local resultam em rápida propagação de crack e divisão do espécime.

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