Ensaio de fluência

Trabalho sobre Ensaio de Fluência na Engenharia Civil apresentado na cadeira de Química e Ciência dos Materiais.

1. Ensaio de Fluência Química e ciência dos materiais Prof.ª: ms . Raquel a. valente

2. Principais Características: É a deformação permanente, dependente do tempo e da temperatura, quando um material é submetido a uma carga constante ; Este fenômeno é observado em todos os materiais e muitas vezes limita o tempo de vida de um determinado componente ou estrutura ; A velocidade de fluência (relação entre deformação plástica e tempo) aumenta com a temperatura ;

3. Principais Características: A fluência ocorre devido à movimentação de falhas, que sempre existem na estrutura cristalina dos metais. Não haveria fluência se estas falhas não existissem ; Em ensaios de fluência, o tempo de aplicação de carga é estabelecido em função da vida útil esperada do componente e medem-se as deformações ocorridas em função do tempo ; Ensaios de fluência são conduzidos durante muitas horas (tipicamente entre 100 e 10000 horas).

4. Preparação para o Ensaio: O corpo de prova deve passar por um período de aquecimento sem que ocorra superaquecimento; A prática mais comum é aquecer o corpo até 10ºC abaixo da temperatura estabelecida para o ensaio, por um período de 1 a 4 horas; Com isso é possível que ocorre completa homogeneização da estrutura; A temperatura deve ser medida por meio de pirômetros ligados ao corpo de prova e termopares .

5. Pirômetro:

6. Termopar:

7. Tipos de Ensaio de Fluência: Ensaio de fluência propriamente dito: - Aplica-se uma determinada carga em um corpo de prova a uma determinada temperatura e avalia-se a deformação que ocorre durante o ensaio; - Carga e temperatura são mantidas constantes durante todo o processo; - É normal o ensaio ter a mesma duração da vida útil do produto; - Deformação raramente ultrapassa 1%; - É preciso a utilização de muitos corpos de prova.

8. Tipos de Ensaio de Fluência: Ensaio de ruptura por fluência: - Semelhante ao anterior, só que neste caso os corpos são levados até a ruptura ; - Para isso são utilizadas cargas maiores, portanto são obtidas maiores velocidades de fluência; - A deformação obtida é bem maior se comparada com o primeiro tipo de ensaio, podendo atingir até 50%.

9. Tipos de Ensaio de Fluência: Ensaio de relaxação: - Ensaio mais simples que os demais e utiliza apenas um corpo de prova; - Mantém constante a deformação através da redução da tensão aplicada no corpo de prova ao longo do tempo; - Necessita ser muito preciso, deve medir as pequenas variações de carga durante a realização do ensaio; - É preciso controlar a temperatura do ambiente onde é realizado o ensaio, pois qualquer aumento na temperatura pode provocar dilatação nos componentes das máquinas podendo comprometer os resultados.

10. Utilização: Os ensaios de fluência são muito longos, podendo durar até pouco mais de um ano, por isso seu uso se restringe a atividades de pesquisa e desenvolvimento de novos materiais ou ligas metálicas.

11. Equipamento: O equipamento utilizado permite aplicar uma carga de tração constante ao corpo de prova ; O corpo fica dentro de um forno elétrico, de temperatura constante e controlável ; Um extensômetro é acoplado ao equipamento para medir a deformação em função do tempo.

12. Corpo de Prova: O corpo de prova utilizado no ensaio de fluência é muito semelhante ao utilizado nos ensaios de tração:

13. Corpo de Prova após o Ensaio:

14. Curva Típica do Ensaio de Fluência: Deformação Instantânea: Efeito do carregamento do corpo de prova, do tipo elástica; Estágio primário: onde a velocidade de fluência é rápida, ocorre nas primeiras horas; Estágio secundário: A taxa de fluência é constante. Estágio de duração mais longo. Equilíbrio entre os processos de encruamento e recuperação; Estágio terciário: Aceleração na taxa de fluência, estricção seguido de ruptura.