Fatores que influenciam os resultados do teste de impacto | Medição, controle e ensaios - CIMM
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Fatores que influenciam os resultados do teste de impacto
A velocidade no impacto não parece afetar substancialmente os resultados. Entretanto, testes realizados com máquinas que desenvolvem velocidades acima de certos valores críticos resultam em redução significativa da resistência ao impacto. Em geral, as velocidades críticas são menores para aços recozidos do que para os mesmos aços na condição endurecida.
Dimensões do corpo de prova
Em alguns casos não é possível obter um corpo de prova de dimensões normalizadas a partir da amostra de material disponível. A redução da largura ou da profundidade do corpo de prova reduz o volume de metal submetido à distorção, o que tende a reduzir a absorção de energia quando o corpo é quebrado pelo impacto.
O efeito do entalhe é concentrar tensões na raiz do próprio entalhe, provocar fragilidade do material na vizinhança , e ao mesmo tempo elevar o limite elástico do material na área. Quando uma trinca é formada na raiz do entalhe a tensão se intensifica e a trinca progride pela seção. Sem o entalhe, muitas configurações simplesmente flexionam sem fratura, e a sua capacidade e absorver energia não pode ser detectada.
Quanto mais agudo o entalhe, mais fortes são os efeitos citados acima. Os tamanhos dos corpos de prova foram padronizados de forma que os resultados possam ser comparados com boa confiabilidade.
Não é possível comparar resultados de testes de impacto para corpos de prova de diferentes dimensões. A redução do tamanho do corpo de prova diminuirá a quantidade de energia absorvida no impacto, como esperado. Entretanto, testes práticos comprovam que o aumento da largura do corpo de prova tende a reduzir a energia absorvida por unidade de área,isto é, propicia a ocorrência de fratura frágil.
Extração dos corpos de prova do material a testar
As normas em geral especificam os locais e posições para extração dos corpos de prova na amostra de material a testar assim como a orientação dos entalhes. Se o processo de fabricação do material a testar envolve trabalho mecânico existe anisotropia que pode invalidar os resultados caso a norma não seja obedecida. Além disto, no trabalho mecânico defeitos internos poderão ficar alinhados formando núcleos de início de trincas na fratura.
O efeito pode ser observado na figura abaixo , que mostra os resultados do teste de impacto para corpos de prova de aço doce com eixos longitudinais em diferentes direções. Neste caso específico observa-se que as maiores diferenças da energia ocorrem na região de ruptura dúctil (maiores temperaturas).
Efeito da posição de extração para aço doce
Temperatura Em contraste com o efeito relativamente pequeno da temperatura na resistência estática e na ductilidade dos metais, pelo menos nas condições atmosféricas usuais, a temperatura tem um efeito marcante na resistência ao impacto de barras entalhadas. Para um dado tipo de teste e cada metal específico, existe uma temperatura crítica, abaixo da qual a fratura é frágil, com baixa absorção de energia. Acima de uma temperatura crítica a fratura é dúctil , com absorção de energia muitas vezes maior do que a do comportamento frágil. Entre estas temperaturas críticas existe um campo denominado campo de temperatura de transição, ou intervalo de transição dúctil-frágil onde o comportamento da fratura pode ser misto. Ver Fundamentação de Temperatura de Transição.
Com o entalhe padronizado, o campo crítico para muitos aços parece ocorrer entre o 00C e a temperatura ambiente. Para alguns metais o campo crítico pode se estender a temperaturas bem abaixo de 00C. A análise de comportamento em relação à temperatura é mais explorada para o ensaio Charpy.
Os efeitos da temperatura no teste de impacto são maiores para materiais de baixa resistência. A medida que aumenta a resistência do material , diminui sua sensibilidade aos efeitos da temperatura, podendo não existir uma temperatura de transição. Neste caso a fratura é dúctil ou fratura fibrosa. A passagem entre a fratura com baixa absorção de energia para a alta absorção de energia é gradual. A diferença de comportamento é mostrada na figura abaixo, para aços de baixa (a), média (b) e alta (c) resistência.
Fatores metalúrgicos também podem afetar a temperatura de transição. Ver influência de fatores metalúrgicos na temperatura de transição.