Sobre as falhas nos metais, avalie as afirmativas abaixo e assinale verdadeiro ou falso. Se falsa, justifique sua resposta.
Afirmativa
V
F
Justificativa
1. A fadiga provoca redução na área da seção transversal de um elemento a um ponto em que a carga não pode ser suportada e, como resultado, ocorre a ruptura previamente anunciada devido à formação da trinca.
2. A falha por fadiga se deve ao fato de que existem regiões microscópicas, em geral na superfície do membro, em que a tensão localizada se torna muito maior do que a tensão média que atua sobre a seção transversal.
3. O limite de fadiga de um material metálico é determinado em um diagrama tensão-ciclo, em que os resultados são montados em um gráfico no qual o eixo vertical representa a tensão e o horizontal o número de ciclos até a ruptura.
4. A falha em metais com natureza normalmente dúctil é sempre de natureza dúctil.
5. A fadiga é uma falha que ocorre em estruturas submetidas a tensões estáticas. Sob tais circunstâncias, é possível ocorrer uma falha sob um nível de tensão consideravelmente inferior ao limite de resistência à tração.
6. Na seleção de materiais sujeitos a falhas por fratura frágil deve verificar as propriedades de energia absorvida por impacto e temperatura de transição.
Afirmativa | V | F | Justificativa |
1. A fadiga provoca redução na área da seção transversal de um elemento a um ponto em que a carga não pode ser suportada e, como resultado, ocorre a ruptura previamente anunciada devido à formação da trinca. | |||
2. A falha por fadiga se deve ao fato de que existem regiões microscópicas, em geral na superfície do membro, em que a tensão localizada se torna muito maior do que a tensão média que atua sobre a seção transversal. | |||
3. O limite de fadiga de um material metálico é determinado em um diagrama tensão-ciclo, em que os resultados são montados em um gráfico no qual o eixo vertical representa a tensão e o horizontal o número de ciclos até a ruptura. | |||
4. A falha em metais com natureza normalmente dúctil é sempre de natureza dúctil. | |||
5. A fadiga é uma falha que ocorre em estruturas submetidas a tensões estáticas. Sob tais circunstâncias, é possível ocorrer uma falha sob um nível de tensão consideravelmente inferior ao limite de resistência à tração. | |||
6. Na seleção de materiais sujeitos a falhas por fratura frágil deve verificar as propriedades de energia absorvida por impacto e temperatura de transição. |
Passo 1
O enunciado pede para avaliarmos seis afirmativas sobre falhas em metais, envolvendo principalmente o fenômeno de fadiga, concentrações de tensão, diagrama tensão-ciclos (S-N), modos de fratura dúctil versus frágil, e critérios de seleção de materiais sujeitos a fratura frágil. Vamos marcar cada uma como verdadeira (V) ou falsa (F) e, se for falsa, dar uma justificativa didática.
Passo 2
Afirmativa 1: “A fadiga provoca redução na área da seção transversal de um elemento a um ponto em que a carga não pode ser suportada e, como resultado, ocorre a ruptura previamente anunciada devido à formação da trinca.”
Esta frase descreve mais um mecanismo de estricção e ruptura dúctil do que o de fadiga. Na fadiga, o metal sofre iniciação de trincas e crescimento delas, mas não uma redução uniforme da seção até a ruptura. Logo, é Falsa.
Esta frase descreve mais um mecanismo de estricção e ruptura dúctil do que o de fadiga. Na fadiga, o metal sofre iniciação de trincas e crescimento delas, mas não uma redução uniforme da seção até a ruptura. Logo, é Falsa.
Passo 3
Afirmativa 2: “A falha por fadiga se deve ao fato de que existem regiões microscópicas, em geral na superfície do membro, em que a tensão localizada se torna muito maior do que a tensão média que atua sobre a seção transversal.”
Isso está correto: concentrações de tensão em defeitos microscópicos iniciam as trincas de fadiga. Logo, é Verdadeira.
Isso está correto: concentrações de tensão em defeitos microscópicos iniciam as trincas de fadiga. Logo, é Verdadeira.
Passo 4
Afirmativa 3: “O limite de fadiga de um material metálico é determinado em um diagrama tensão-ciclos, em que os resultados são montados em um gráfico no qual o eixo vertical representa a tensão e o horizontal o número de ciclos até a ruptura.”
Exatamente o diagrama S-N versus
é usado para obter o limite de fadiga. Logo, é Verdadeira.
Exatamente o diagrama S-N
Passo 5
Afirmativa 4: “A falha em metais com natureza normalmente dúctil é sempre de natureza dúctil.”
Mesmo metais ductéis podem falhar de modo frágil em condições de baixíssima temperatura ou altas velocidades de carregamento. Então não é sempre dúctil. Logo, é Falsa.
Mesmo metais ductéis podem falhar de modo frágil em condições de baixíssima temperatura ou altas velocidades de carregamento. Então não é sempre dúctil. Logo, é Falsa.
Passo 6
Afirmativa 5: “A fadiga é uma falha que ocorre em estruturas submetidas a tensões estáticas. Sob tais circunstâncias, é possível ocorrer uma falha sob um nível de tensão consideravelmente inferior ao limite de resistência à tração.”
Fadiga exige variação cíclica de carga, não tensões puramente estáticas. Em estático pode ocorrer fluência (creep), mas não fadiga. Logo, é Falsa.
Fadiga exige variação cíclica de carga, não tensões puramente estáticas. Em estático pode ocorrer fluência (creep), mas não fadiga. Logo, é Falsa.
Passo 7
Afirmativa 6: “Na seleção de materiais sujeitos a falhas por fratura frágil deve verificar as propriedades de energia absorvida por impacto e temperatura de transição.”
Correto: ensaio de impacto (ex.: Charpy) e temperatura de transição dúctil-frágil são essenciais. Logo, é Verdadeira.
Correto: ensaio de impacto (ex.: Charpy) e temperatura de transição dúctil-frágil são essenciais. Logo, é Verdadeira.
Resposta
- Falso. A fadiga se dá por iniciação e propagação de trincas, não por redução uniforme da seção.
- Verdadeiro. Concentrações microscópicas elevam localmente a tensão, iniciando a fadiga.
- Verdadeiro. O limite de fadiga vem do diagrama S-N
vs. . - Falso. Metais dúcteis podem fraturar de modo frágil em baixas temperaturas ou altas taxas de carregamento.
- Falso. Fadiga ocorre sob carregamento cíclico, não estático.
- Verdadeiro. Energia de impacto e temperatura de transição são cruciais para prevenir fratura frágil.