O que é um teste de impacto Charpy e como ele é usado na seleção de materiais?

1 O que é o teste de impacto Charpy?

O ensaio de impacto Charpy é uma maneira simples e padronizada de avaliar a tenacidade ao impacto de um metal. A tenacidade ao impacto é a quantidade de energia que um material pode absorver antes de quebrar sob uma carga repentina. O teste envolve acertar uma amostra entalada do metal com um pêndulo oscilante e medir a energia perdida pelo pêndulo após o impacto. Quanto maior a perda de energia, menor a tenacidade ao impacto do metal. O teste pode ser realizado em diferentes temperaturas para simular diferentes ambientes.

2 Como o teste é configurado?

O equipamento de teste consiste em uma estrutura rígida que suporta um pêndulo pesado, um martelo e uma bigorna. O pêndulo é liberado de uma altura fixa e balança para baixo para atingir o espécime, que é preso na bigorna. O espécime é geralmente uma barra retangular com um entalhe em forma de V ou U em um lado. O entalhe cria uma concentração de tensão que promove a fratura no ponto de impacto. O pêndulo tem um ponteiro que indica o ângulo de deflexão após o impacto. O ângulo é usado para calcular a energia absorvida pelo espécime.

3 Como o resultado do teste é interpretado?

O resultado do teste é expresso como a energia de impacto Charpy, que é a diferença entre a energia potencial inicial e final do pêndulo. A energia potencial é proporcional à altura do pêndulo, que está relacionada ao ângulo de deflexão. A energia de impacto Charpy é geralmente relatada em joules ou pés-libras. Quanto maior a energia de impacto Charpy, maior a tenacidade ao impacto do metal. O resultado do teste também pode ser plotado como uma curva que mostra como a energia de impacto muda com a temperatura. Essa curva é chamada de curva de transição dúctil para frágil, e revela a faixa de temperatura onde o metal faz a transição do dúctil (plástico) para quebradiças (elástico) comportamento.

4 Como o teste é usado na seleção do material?

O teste de impacto Charpy é amplamente utilizado na seleção de materiais e controle de qualidade para aplicações de engenharia que envolvem carregamento dinâmico, baixas temperaturas ou ambos. O teste pode ajudar a comparar e selecionar metais que tenham tenacidade ao impacto adequada para as condições de serviço pretendidas. O teste também pode ajudar a detectar falhas, defeitos ou variações no metal que podem afetar seu desempenho. Por exemplo, o teste pode revelar os efeitos do tratamento térmico, soldagem ou corrosão na tenacidade ao impacto do metal.

5 Quais são as limitações do teste?

O teste de impacto Charpy não é uma medida perfeita da tenacidade ao impacto de um metal. Portanto, ao interpretar e aplicar os resultados dos testes, deve-se considerar suas limitações e pressupostos. Por exemplo, o teste é sensível à forma, tamanho e orientação da amostra, bem como ao tamanho da incisura. Além disso, a taxa de deformação, ou velocidade de deformação, influencia os resultados do ensaio. Além disso, o ensaio não considera os efeitos da concentração de tensões, propagação de trincas ou mecânica da fratura, que podem diferir dos resultados do ensaio na previsão da tenacidade real à fratura ou da vida à fadiga do metal.

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