Com relação ao comportamento mecânico de materiais de engenharia é correto afirmar:
- Na fratura dúctil, a deformação plástica produz uma redução significativa na área da seção transversal pela ação coordenada do movimento de discordâncias, enquanto que na fratura frágil (metal duro, cerâmicas de alto desempenho) é fruto da máxima tensão normal trativa atuante em defeitos, provocando concentração de tensões até atingir Kıc.
- HB, HV e HR são valores obtidos de ensaios de dureza (Brinnel, Vickers e Rockwell, respectivamente), os quais representam uma indicação da resistência que um material oferece à penetração de outro em sua superfície.
- Para que ocorra, a fratura frágil requer mais energia do que a fratura dúctil devido a maior resistência mecânica das ligas, compensando a falta de deformação plástica.
- A tenacidade à fratura, que é uma medida da habilidade de um material frente à fragilidade, é expressa em unidades de tensão x comprimento
.
- A resistência à fadiga é fortemente influenciada pelo acabamento superficial do componente solicitado, sendo superior quando é lisa, isenta de tensões compressivas superficiais.
- A tenacidade à fratura pode ser medida por técnicas que induzem a fratura em trincas préentalhadas (SENB) ou criadas pela ação de um indentador de microdureza Vickers (ICL).
- Um dos objetivos da Mecânica da Fratura é determinar se um defeito tipo trinca irá ou não levar o componente à fratura catastrófica em tensões normais de serviço. Para tal, será preciso, ao menos, determinar o tamanho de trinca inicial - p.ex., via NDI - e obter o valor de Kıc.
SOMATÓRIA*:
*UM ITEM INCORRETO INCLUÍDO ANULA UMA CORRETA DA QUESTAO. ACERTO PARCIAL POSSÍVEL.
Passo 1
Vamos resumir o enunciado: temos várias afirmações sobre o comportamento mecânico de materiais de engenharia, focando em conceitos como fratura dúctil e frágil, ensaios de dureza, tenacidade à fratura, resistência à fadiga e mecânica da fratura. Nosso objetivo é analisar cada afirmação para identificar quais estão corretas, utilizando conceitos teóricos básicos que vamos explicar ao longo da resolução.
Passo 2
Afirmação 1: Na fratura dúctil, a deformação plástica produz uma redução significativa na área da seção transversal pela ação coordenada do movimento de discordâncias, enquanto que na fratura frágil (metal duro, cerâmicas de alto desempenho) é fruto da máxima tensão normal trativa atuante em defeitos, provocando concentração de tensões até atingir
.
Análise:
- Fratura dúctil: Envolve deformação plástica significativa antes da fratura, resultando em redução da área da seção transversal. Isso se deve ao movimento de discordâncias no material.
- Fratura frágil: Ocorre sem deformação plástica significativa, geralmente em materiais como metais duros e cerâmicas. A fratura é causada pela concentração de tensões em defeitos, até atingir a tensão à fratura
.
Conclusão: A afirmação está correta.
Passo 3
Afirmação 2: HB, HV e HR são valores obtidos de ensaios de dureza (Brinell, Vickers e Rockwell, respectivamente), os quais representam uma indicação da resistência que um material oferece à penetração de outro em sua superfície.
Análise:
- HB (Brinell): Mede a dureza pela impressão de uma esfera de aço na superfície do material.
- HV (Vickers): Utiliza uma pirâmide de diamante para indentação.
- HR (Rockwell): Mede a profundidade da indentação sob um grande carga, comparando com uma escala predefinida.
Esses ensaios medem a resistência à penetração, indicando a dureza do material.
Conclusão: A afirmação está correta.
Passo 4
Afirmação 3: Para que ocorra, a fratura frágil requer mais energia do que a fratura dúctil devido a maior resistência mecânica das ligas, compensando a falta de deformação plástica.
Análise:
- Fratura dúctil: Requer mais energia devido à deformação plástica envolvida.
- Fratura frágil: Geralmente requer menos energia porque ocorre sem deformação plástica significativa.
A afirmação está invertida, afirmando que a fratura frágil requer mais energia, o que não é verdadeiro.
Conclusão: A afirmação está incorreta.
Passo 5
Afirmação 4: A tenacidade à fratura, que é uma medida da habilidade de um material frente à fragilidade, é expressa em unidades de tensão x comprimento
.
Análise:
- Tenacidade à fratura (
) é uma medida da energia absorvida por unidade de área da fratura. - As unidades de
são geralmente expressas como ou , ou seja, tensão vezes a raiz do comprimento.
Conclusão: A afirmação está correta.
Passo 6
Afirmação 5: A resistência à fadiga é fortemente influenciada pelo acabamento superficial do componente solicitado, sendo superior quando é lisa, isenta de tensões compressivas superficiais.
Análise:
- Resistência à fadiga: É a capacidade do material de resistir a falhas sob cargas cíclicas.
- Superfícies lisas reduzem concentrações de tensão, aumentando a resistência à fadiga.
- Acabamentos com tensões compressivas superficiais podem melhorar a resistência à fadiga.
Conclusão: A afirmação está correta.
Passo 7
Afirmação 6: A tenacidade à fratura pode ser medida por técnicas que induzem a fratura em trincas pré-alientadas (SENB) ou criadas pela ação de um indentador de microdureza Vickers (ICL).
Análise:
- Técnicas SENB (Single Edge Notched Beam): Sim, uma metodologia comum para medir a tenacidade à fratura.
- ICL (Indentação Compliant Line): Não é uma técnica padrão para medir tenacidade à fratura. Geralmente, a indentação de microdureza não fornece uma medida direta da tenacidade à fratura.
Conclusão: A afirmação está incorreta.
Passo 8
Afirmação 7: Um dos objetivos da Mecânica da Fratura é determinar se um defeito tipo trinca irá ou não levar o componente à fratura catastrófica em tensões normais de serviço. Para tal, será preciso, ao menos, determinar o tamanho de trinca inicial - por exemplo, via NDI - e obter o valor de
.
Análise:
- Objetivo da Mecânica da Fratura: Avaliar a integridade estrutural considerando defeitos, como trincas.
- NDI (Non-Destructive Inspection): Métodos para detectar defeitos sem destruir o componente.
-
: Tensão à fratura, valor crítico para a fratura.
Conclusão: A afirmação está correta.
Resposta
As afirmações corretas são: 1, 2, 4, 5 e 7. As afirmações 3 e 6 estão incorretas.