Corpos de prova idênticos foram preparados tendo como material aço-carbono temperado (4340) em duas condições distintas, conforme mostrado na Tabela (abaixo).
Material Kk(MPa cdot raizm) sigmae (MPa)
Metais
Liga de alumínio (2024-T351) 36,0 325
Liga de alumínio (7075-T651) 29,0 505
Aço (4340 temperado e revenido a 260^circ C ) 50,0 1640
Aço ( 4340 temperado e revenido a 425^circ C ) 87,4 1420
Liga de titânio (Ti-Al-4V) 44,0-66,0 910
Adotaram-se como espessura dos corpos de prova ( t=10 mm ) e como comprimento da trinca ( 2 a=20 mm ). Se os corpos de prova forem ensaiados em tenacidade à fratura para deformação plana, essas características dimensionais de espessura e comprimento da trinca seriam válidas para o ensaio?

Passo 1

O enunciado apresenta corpos de prova de aço 4340 temperado em duas condições (revenido a 260^circC e a 425^circC), com espessura t=10:mm e comprimento de trinca 2a=20:mm. Vamos verificar, para ensaio de tenacidade à fratura em condição de deformação plana (plano-strain), se essas dimensões atendem ao critério normativo.

Passo 2

A norma ASTM E 399 exige que a espessura t, o semi-comprimento de trinca a (e também W-a) satisfaçam
t,;a,;(W-a);>=;2,5;l(KICsigmayr)^2

Passo 3

Para o aço revenido a 260^circC:
KIC=50,0:MParaizm e sigmay=1640:MPa.
Calcula-se o tamanho mínimo:
2,5;l(50,01640r)^2 =2,5times(0,03049)^2 =2,33:mm

Passo 4

Para o aço revenido a 425^circC:
KIC=87,4:MParaizm e sigmay=1420:MPa.
Temos
2,5;l(87,41420r)^2 =2,5times(0,06155)^2 =9,47:mm

Passo 5

O semi-comprimento de trinca é a=10:mm e a espessura é t=10:mm. Para ambas as condições:
– no revenimento a 260^circC o limite mínimo é 2,33:mm;
– no revenimento a 425^circC o limite mínimo é 9,47:mm.
Como t e a valem 10:mm, ambos os casos satisfazem o critério de plano-strain (embora no segundo caso a margem seja estreita).

Resposta

Sim. Com t=10:mm e a=10:mm, as dimensões são suficientes para garantir deformação plana nas duas condições de revenimento.

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