Transição dúctil-frágil

A temperatura de transição dúctil-frágil pode ser obtida experimentalmente através de vários ensaios mecânicos, como, por exemplo, o ensaio Charpy. O ensaio Charpy e a temperatura de transição obtida, no entanto, apresentam limitações bastante importantes para um emprego mais generalizado.

Dentre essas limitações, destaca-se a seguinte:

1. A energia absorvida para causar a fratura não depende da temperatura.
2. A energia absorvida na condição frágil é maior do que na condição dúctil.
3. A energia absorvida depende das dimensões do corpo de prova.
4. A energia absorvida independe das dimensões do corpo de prova.
5. A temperatura de transição independe das dimensões do corpo de prova.

Considere que corpos de prova para realização de ensaio de impacto Charpy, bem como corpos de prova para ensaio de tração uniaxial foram extraídos da região do centro da espessura de duas chapas de aço-carbono de mesma espessura, mesma composição química e com 0,20% de carbono. Essas chapas foram autenitizadas em temperaturas diferentes e ambas foram submetidas à mesma velocidade de resfriamento (ao ar tranquilo). Uma das chapas apresentava granulação grosseira e a outra granulação bem fina. Todos os corpos de prova foram extraídos das chapas segundo a mesma orientação em relação à direção de laminação. Os corpos de prova de impacto foram ensaiados em diversas temperaturas entre -40ºC e 20ºC para determinação da temperatura de transição dúctil-frágil e os de tração foram ensaiados na temperatura de 20ºC. A análise dos resultados obtidos mostra, muito provavelmente, que o aço de granulação fina apresenta, em relação ao aço de granulação grosseira:

1. menor ductilidade no ensaio de tração.
2. maior temperatura de transição dúctil-frágil.
3. menor energia de impacto Charpy quando testados a -40ºC
4. maior módulo de elasticidade medido no ensaio de tração.
5. maior tenacidade nas diversas temperaturas.

Um oleoduto precisa ser substituído numa região em que a temperatura no inverno mais rigoroso chega a -15 °C. A empresa possui condições de escolher aços de quatro fabricantes distintos. Todos os aços apresentam características de resistência mecânica, limite de escoamento, deformação e energia de impacto Charpy na temperatura ambiente (valor mínimo Ea), dentro dos limites impostos pelo projeto. No entanto, as curvas de energia de impacto Charpy, em função da temperatura do corpo de prova, apresentam comportamentos bem distintos, conforme mostrado na figura a seguir.

1. Aço D
2. Aço C
3. Aço A
4. Aços A e B
5. Aços A, B e C

Sobre as máquinas e os ensaios de impacto Charpy e Izod, é incorreto afirmar que:

1. esses ensaios têm como objetivo avaliar a resistência ao impacto de um material em diferentes temperaturas e conhecer o tipo de fratura ocorrida no ensaio, avaliando e classificando-a como dúctil ou frágil.
2. a temperatura na qual é conduzido o ensaio de impacto (Charpy ou Izod) não tem influência no resultado do teste.
3. o ensaio é utilizado para avaliar se um dado material apresenta transição do tipo dúctil-frágil.
4. esses tipos de ensaios passaram a ser mais utilizados após a segunda guerra mundial devido à ocorrência de fratura frágil em estruturas metálicas, tais como pontes e navios.
5. aços de baixo carbono, como os utilizados em estruturas metálicas e em cascos de navios, podem apresentar comportamento frágil em função da temperatura.

No ensaio de resistência ao choque, usando um corpo de prova do tipo Charpy, têm-se o golpe do martelo desferido e a forma do entalhe, respectivamente,

1. na face oposta ao entalhe, e em forma quadrada
2. na face oposta ao entalhe, e em forma de “buraco de fechadura”
3. na face oposta ao entalhe, e em forma de “V”
4. na mesma face do entalhe, e em forma de “buraco de fechadura”
5. na mesma face do entalhe, e em forma de “V”

Os ensaios Charpy e Isod são ensaios de impacto utilizados para avaliar as condições de absorção de energia dos materiais. Neste sentido, a unidade de medida destes ensaios é o:

1. kg.
2. J.
3. m/s.
4. kg/s.
5. J.m/s 2 .

O ensaio Charpy de três materiais, M, N e P, encontrou como resultado os valores de média e desvio padrão 100 ± 20J, 80 ± 20J e 100 ± 25J, respectivamente.

O(s) material(ais) cujo(s) resultado(s) apresenta(m) os valores com a menor dispersão, em termos relativos ao seu valor médio, é(são)

a) somente o material M

b) somente o material N

c) somente o material P

d) os materiais M e N

e) os materiais M e P

Observando os resultados dos ensaios Charpy para diferentes aços-carbono em função da temperatura, relacione os metais I, II e III, expostos na figura acima, com algumas das características apresentadas abaixo.

P - Tem o maior teor de carbono em relação aos demais.

Q - Tem o menor teor de carbono em relação aos demais.

R - É o mais frágil a 0 o C.

S - É o mais dúctil a 0 o C.

T - Alcança a menor altura após o impacto em relação aos demais.

A relação correta é

a) I – Q e T ; III – P e R.

b) I – Q , S e T ; III – P e R.

c) I – P e R ; II – T ; III – Q e S.

d) I – P e R ; III – Q, S e T.

e) I – P e T ; II – S ; III – Q e R.