Aula 1

Ensaiar é preciso!
Introdução
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Mesmo assim, é bom refrescar a memória, para entender com mais A U L A
facilidade os assuntos que virão. Ao terminar o estudo desta aula, você
conhecerá algumas propriedades físicas e químicas que os materiais precisam
ter para resistirem às solicitações a que serão submetidos durante seu
tempo de vida útil. Saberá quais são os tipos de ensaios simples que podem
ser realizados na própria oficina, sem aparatos especiais. E ficará conhecendo
também como se classificam os ensaios em função dos efeitos que causam nos
materiais testados.
Para que servem os ensaios
Se você parar para observar crianças brincando de cabo-de-guerra, ou uma
dona de casa torcendo um pano de chão, ou ainda um ginasta fazendo acrobacias
numa cama elástica, verá alguns exemplos de esforços a que os materiais estão
sujeitos durante o uso.
Veja a seguir a representação esquemática de alguns tipos de esforços que
afetam os materiais.
É evidente que os produtos têm de ser fabricados com as características
necessárias para suportar esses esforços. Mas como saber se os materiais apresentam
tais características?
Realizando ensaios mecânicos! Os ensaios mecânicos dos materiais são
procedimentos padronizados que compreendem testes, cálculos, gráficos
e consultas a tabelas, tudo isso em conformidade com normas técnicas.
Realizar um ensaio consiste em submeter um objeto já fabricado ou um
material que vai ser processado industrialmente a situações que simulam os
esforços que eles vão sofrer nas condições reais de uso, chegando a limites
extremos de solicitação.
Nossa aula
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A U L A Onde são feitos os ensaios
Os ensaios podem ser realizados na própria oficina ou em ambientes
especialmente equipados para essa finalidade: os laboratórios de ensaios.
Os ensaios fornecem resultados gerais, que são aplicados a diversos casos,
e devem poder ser repetidos em qualquer local que apresente as condições
adequadas.
São exemplos de ensaios que podem ser realizados na oficina:
Ensaio por lima - É utilizado para verificar
a dureza por meio do corte do cavaco.
Quanto mais fácil é retirar o cavaco, mais
mole o material. Se a ferramenta desliza e
não corta, podemos dizer que o material
é duro.
Ensaio pela análise da centelha - É utilizado para fazer a classificação do
teor de carbono de um aço, em função da forma das centelhas que o material
emite ao ser atritado num esmeril.
Por meio desses tipos de ensaios não se obtêm valores precisos, apenas
conhecimentos de características específicas dos materiais.
Os ensaios podem ser realizados em protótipos, no próprio produto final
ou em corpos de prova e, para serem confiáveis, devem seguir as normas
técnicas estabelecidas.
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Imagine que uma empresa resolva produzir um novo tipo de tesoura, com A U L A
lâmina de aço especial. Antes de lançar comercialmente o novo produto, o
fabricante quer saber, com segurança, como será seu comportamento na prática.
Para isso, ele ensaia as matérias-primas, controla o processo de fabricação e
produz uma pequena quantidade dessas tesouras, que passam a ser os protótipos.
Cada uma dessas tesouras será submetida a uma série de testes que
procurarão reproduzir todas as situações de uso cotidiano. Por exemplo, o corte
da tesoura pode ser testado em materiais diversos, ou sobre o mesmo material
por horas seguidas. Os resultados são analisados e servem como base para
o aperfeiçoamento do produto.
Os ensaios de protótipos são muito importantes, pois permitem avaliar se o
produto testado apresenta características adequadas à sua função. Os resultados
obtidos nesses testes não podem ser generalizados, mas podem servir de base
para outros objetos que sejam semelhantes ou diferentes.
Já os ensaios em corpos de provas, realizados de acordo com as normas
técnicas estabelecidas, em condições padronizadas, permitem obter resultados
de aplicação mais geral, que podem ser utilizados e reproduzidos em qualquer
lugar.
Propriedades dos materiais
Todos os campos da tecnologia, especialmente aqueles referentes à constru-
ção de máquinas e estruturas, estão intimamente ligados aos materiais e às suas
propriedades.
Tomando como base as mudanças que ocorrem nos materiais, essas propriedades
podem ser classificadas em dois grupos:
· físicas;
· químicas.
Se colocamos água fervente num copo descartável de plástico, o plástico
amolece e muda sua forma. Mesmo mole, o plástico continua com sua composi-
ção química inalterada. A propriedade de sofrer deformação sem sofrer mudan-
ça na composição química é uma propriedade física.
Por outro lado, se deixarmos uma barra de aço-carbono (ferro + carbono)
exposta ao tempo, observaremos a formação de ferrugem (óxido de ferro: ferro
+ oxigênio). O aço-carbono, em contato com o ar, sofre corrosão, com mudança
na sua composição química. A resistência à corrosão é uma propriedade química.
Entre as propriedades físicas, destacam-se as propriedades mecânicas, que
se referem à forma como os materiais reagem aos esforços externos, apresentando
deformação ou ruptura.
Quando você solta o pedal da embreagem do carro, ele volta à posição de
origem graças à elasticidade da mola ligada ao sistema acionador do pedal.
Protótipo é
a versão preliminar
de um produto,
produzida em
pequena
quantidade, e
utilizada durante a
fase de testes.
Corpo de
prova é uma
amostra do material
que se deseja
testar, com
dimensões e forma
especificadas em
normas técnicas.
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A U L A A elasticidade é um exemplo de propriedade mecânica. Pode ser definida como
a capacidade que um material tem de retornar à sua forma e dimensões originais
quando cessa o esforço que o deformava.
A estampagem de uma chapa de aço para fabricação de um capô de
automóvel, por exemplo, só é possível em materiais que apresentem plasticidade
suficiente. Plasticidade é a capacidade que um material tem de apresentar
deformação permanente apreciável, sem se romper.
Uma viga de uma ponte rolante deve suportar esforços de flexão sem se
romper. Para tanto, é necessário que ela apresente resistência mecânica suficiente.
Resistência mecânica é a capacidade que um material tem de suportar
esforços externos (tração, compressão, flexão etc.) sem se romper.
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A U L A
Para determinar qualquer dessas propriedades é necessário realizar um
ensaio específico.
Tipos de ensaios mecânicos
Existem vários critérios para classificar os ensaios mecânicos. A classificação
que adotaremos neste módulo agrupa os ensaios em dois blocos:
· ensaios destrutivos;
· ensaios não destrutivos.
Ensaios destrutivos são aqueles que deixam algum sinal na peça ou corpo
de prova submetido ao ensaio, mesmo que estes não fiquem inutilizados.
Os ensaios destrutivos abordados nas próximas aulas deste módulo são:
· tração
· compressão
· cisalhamento
· dobramento
· flexão
· embutimento
· torção
· dureza
· fluência
· fadiga
· impacto
Ensaios não destrutivos são aqueles que após sua realização não deixam
nenhuma marca ou sinal e, por conseqüência, nunca inutilizam a peça ou corpo
de prova. Por essa razão, podem ser usados para detectar falhas em produtos
acabados e semi-acabados.
Os ensaios não destrutivos tratados nas aulas deste módulo são:
· visual
· líquido penetrante
· partículas magnéticas
· ultra-som
· radiografia industrial
Nas próximas aulas você receberá informações detalhadas sobre cada um
desses tipos de ensaio. Por ora, resolva os exercícios a seguir, para verificar se os
assuntos aqui tratados ficaram bem entendidos.
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A U L A Exercício 1
Complete as frases com a alternativa que as torna corretas:
a) A propriedade física ............................. mudança na composição química
do material.
· acarreta
· não acarreta
b) Resistência mecânica é uma propriedade .............................
· física
· química
c) Resistência à corrosão é uma propriedade .............................
· química
· mecânica
d) À forma como os materiais reagem aos esforços externos chamamos
de propriedade .............................
· química
· mecânica
Exercício 2
Marque com um X a resposta correta.
Cessando o esforço, o material volta à sua forma original. Dizemos que esta
propriedade mecânica se chama:
( ) resistência mecânica;
( ) elasticidade;
( ) plasticidade.
Exercício 3
Você estudou que os ensaios podem ser: destrutivos e não destrutivos.
Relacione corretamente os exemplos com os ensaios:
Exercícios
Ensaio por ultra-som
Ensaio visual
Ensaio de tração
Ensaio por lima
Ensaio de dureza
Ensaio destrutivo
Ensaio não destrutivo
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