3 tipos essenciais de testes de destruição de materiais

Embora o teste não destrutivo geralmente seja mais acessível, ele não fornece o mesmo tipo de informação que o teste destrutivo. Aqui examinamos os benefícios dos testes de tração, tenacidade e fadiga.

O teste destrutivo é frequentemente realizado quando a qualidade de um componente ou estrutura deve ser assegurada. Também é usado para verificar decisões de seleção de materiais e determinar limites de descontinuidade de material permitidos, ambientes aceitáveis ​​e tensões aceitáveis.

Comparação de testes destrutivos e não destrutivos

Embora o teste não destrutivo geralmente seja mais acessível, ele não fornece o mesmo tipo de informação que o teste destrutivo. Os testes destrutivos são importantes porque permitem não apenas determinar modos de falha potenciais, mas também avaliar essas falhas antes, depois e até mesmo enquanto elas ocorrem. Diferentes tipos de testes destrutivos fornecem ao testador diferentes tipos de informações. Portanto, é importante estar familiarizado com os diferentes tipos de testes destrutivos e quais dados estão disponíveis a partir deles. (Para saber mais sobre como se preparar efetivamente para o teste, confira 6 maneiras de evitar a frustração na análise de falhas.)

testes de tração

O teste de tração é uma forma muito útil e comumente praticada de teste destrutivo. Durante o teste de tração, um material é usinado em um tamanho específico. O material fica mais grosso nas pontas com uma porção mais fina no meio. Em seguida, as duas extremidades mais grossas são colocadas em grampos separados. As pontas são mais grossas que o centro, então a falha ocorre no meio e não próximo aos grampos. Uma vez presa, a amostra é gradualmente separada a uma taxa fixa até que ela se quebre.

Os dados de tensão, deformação e alongamento são capturados durante esse período. Como o material foi fabricado em um tamanho específico, a resistência do material pode ser determinada em unidades de carga/área. Os valores de deformação e alongamento são usados ​​para determinar o módulo de elasticidade do material, bem como o limite elástico. A quantidade de alongamento que ocorre após atingir o ponto de escoamento e antes da fratura final dá ao testador uma ideia da ductilidade do material. (Um mergulho mais profundo no papel da corrosão pode ser encontrado no artigo Efeito da corrosão na resistência à tração e na ductilidade de um material.)

testes de dureza

A dureza de um material é uma medida de quão bem ele pode suportar um impacto. Este é um ponto de dados importante para coletar materiais que estão em movimento ou em um ambiente onde os objetos ao seu redor estão em movimento.

Os dois tipos mais proeminentes de testes de dureza são o teste Charpy V-notch e o teste de impacto Izod. Ambos são semelhantes na forma como são executados. Primeiro, uma amostra é preparada usinando-a em uma forma retangular com um entalhe no centro. Este entalhe serve como um concentrador de tensões que promove a fratura do material. A amostra entalhada é então carregada em uma máquina de teste. A máquina possui um pêndulo que é solto quando o teste começa. A força da gravidade faz com que o pêndulo bata e quebre a amostra.

Os dados de medição são registrados antes do teste, incluindo tamanho e formato da amostra, tamanho e raio do entalhe. Se essas medições forem imprecisas, os valores derivados do teste de tenacidade serão inúteis. O peso do pêndulo deve ser conhecido antes do teste. A medida mais importante a ser registrada durante o ensaio é a quantidade de energia que a amostra absorve do pêndulo, que pode ser determinada medindo a distância percorrida pelo pêndulo após o impacto. Com esses dados, pode-se calcular o valor da tenacidade do material. Os valores de dureza para esses testes geralmente são medidos em libras-pé/polegada (ft-lb/in) ou Joules/centímetro (J/cm).

testes de fadiga

Uma falha por fadiga ocorre quando um material sofre um número excessivo de ciclos que causam a propagação de uma ou mais trincas e levam à fratura. O nível de tensão em si não é suficiente para causar a falha do material, mas tensões repetidas causam alterações na microestrutura ou macroestrutura. Em última análise, isso pode promover a iniciação (formação) e propagação de trincas. (Descubra um possível remédio na nitretação para resistência à corrosão e fadiga por desgaste.)

Como a falha por fadiga pode ocorrer lentamente ao longo do tempo, é necessário saber o intervalo de tempo em que a falha pode ocorrer para que a estrutura ou componente possa ser reparado ou removido de serviço antes que a falha ocorra.

Dois tipos comuns de fadiga são fadiga de alto ciclo e fadiga de baixo ciclo. O teste de fadiga de alto ciclo é usado para calcular o número de ciclos de carga que um material pode sofrer quando a tensão aplicada está abaixo do limite elástico. Fadiga de baixo ciclo calcula o número de ciclos quando a carga está acima do limite elástico do material e está ocorrendo deformação plástica.

O teste de fadiga é usado para estimar o tempo até que a falha por fadiga possa ocorrer. Como é impraticável testar um material por um período igual ao tempo real em que ele estará em serviço, um teste de fadiga geralmente usa um meio de teste acelerado. Geralmente, um teste de fadiga colocará um material sob uma carga constante. Além da carga constante, uma carga flutuante é aplicada ao material, o que simula a ciclagem que o material sofrerá quando estiver em serviço. As cargas podem ser aplicadas de várias maneiras diferentes: elas podem ser usadas para simular cargas de torção, cargas de tração e cargas de compressão, para citar algumas. Muitas cargas diferentes são aplicadas em vários testes diferentes para um determinado tipo de material. O número de ciclos para cada teste é registrado e usado para calcular o número de ciclos que o material pode suportar antes de falhar.

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