NBR 7549 - Aluminio e Suas Ligas - Ensaio de Tracao

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NBR 7549 Alumínio e suas ligas - Ensaio de tração dos produtos dúcteis e fundidos DEZ 2001

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Origem: Projeto NBR 7549:2001 ABNT/CB-35 ABNT/CB-35 - Comitê Brasileiro do Alumínio CE - 35.000.07 - Comissão de Estudo de Terminologia NBR 7549 - Tensile test of casting and ductile products of aluminum and its alloys Descriptors: Aluminum. Aluminum alloys Esta Norma substitui a NBR 7549:1982 Válida a partir de 30.01.2002 Palavras-chave: Alumínio. Liga de alumínio

17 páginas

Sumário Prefácio 1 Objetivo 2 Referências normativas 3 Definições 4 Aparelhagem 5 Execução dos ensaios 6 Procedimento Prefácio

A ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas - é o Fórum Nacional de Normalização. As Normas Brasileiras, cujo conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB) e dos Organismos de Normalização Setorial (ABNT/ONS), são elaboradas por Comissões de Estudo (CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delas fazendo parte: produtores, consumidores e neutros (universidades, laboratórios e outros). Os Projetos de Norma Brasileira, elaborados no âmbito dos ABNT/CB e ABNT/ONS, circulam para Consulta Pública entre os associados da ABNT e demais interessados. 1 Objetivo

Esta Norma especifica os métodos para a determinação das propriedades mecânicas à tração dos produtos dúcteis e fundidos de alumínio e suas ligas, exceto na forma de folhas. 2 Referências normativas

As normas relacionadas a seguir contêm disposições que, ao serem citadas neste texto, constituem prescrições para esta Norma. As edições indicadas estavam em vigor no momento desta publicação. Como toda norma está sujeita a revisão, recomenda-se àqueles que realizam acordos com base nesta que verifiquem a conveniência de se usarem as edições mais recentes das normas citadas a seguir. A ABNT possui a informação das normas em vigor em um dado momento. NBR 5891:1977 - Regras de arredondamento na numeração decimal - Procedimento NBR 6156:1983 - Máquina de ensaio de tração e compressão - Verificação - Método de ensaio NBR 6599:2000 - Alumínio e suas ligas - Processos e produtos - Terminologia NBR 6834:2000 - Alumínio e suas ligas - Classificação ASTM E 83:1996 - Verification and classification of extensometers


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NBR 7549:2001 3 Definições

Para os efeitos desta Norma, aplicam-se as definições das NBR 6599 e NBR 6834, e as seguintes: 3.1 corpo-de-prova: Peça de material ou produto, com forma e dimensões apropriadas, para ser submetida a ensaio. 3.1.1 cabeça do corpo-de-prova: Extremidade do corpo-de-prova pela qual o mesmo é fixado à máquina de ensaio. 3.1.2 parte útil do corpo-de-prova: Região cilíndrica ou prismática do corpo-de-prova, com dimensões definidas, na qual são feitas as determinações desejadas. 3.1.3 zona de concordância: Região na qual a cabeça se une à parte útil do corpo-de-prova, por meio de superfícies de concordância. 3.1.4 comprimento da parte útil do corpo-de-prova: Distância entre as zonas de concordância. 3.2 comprimento entre marcas: Distância entre as marcas de referência na parte útil do corpo-de-prova. 3.2.1 comprimento inicial (Lo): Comprimento entre as marcas, antes da aplicação da carga. Também designado "base de medida". 3.2.2 comprimento final (Lf): Comprimento entre as marcas, após a ruptura do corpo-de-prova, medido após recomposição da melhor maneira possível dos dois fragmentos, de forma que seus eixos situem-se um no prolongamento do outro. 3.3 seção inicial (So): Área média da seção transversal reta da parte útil do corpo-de-prova, antes da aplicação da carga. 3.4 seção final (Sf): Área da menor seção transversal reta da parte útil do corpo-de-prova, após a ruptura. 3.5 coeficiente de estricção (Z): Diferença entre as seções inicial e final do corpo-de-prova, expressa em percentagem da seção inicial [100(So - Sf) /So)]. 3.6 alongamento (a): Diferença entre o comprimento entre as marcas num dado instante do ensaio e o comprimento inicial. 3.6.1 alongamento percentual: Quociente entre o alongamento e o comprimento inicial, expresso em percentagem (100a/Lo). 3.6.2 alongamento percentual sob tensão (ACx): Alongamento percentual em que o comprimento entre as marcas é medido no instante em que se atinge uma tensão convencional estabelecida. O alongamento percentual sob tensão deve ter sempre a indicação da respectiva tensão convencional "X" empregada. Por exemplo: AC 300 representa o alongamento percentual sob tensão de 300 MPa. 3.6.3 alongamento percentual permanente (APx): Alongamento percentual, determinado após a retirada da tensão convencional estabelecida. O alongamento percentual permanente deve ter sempre a indicação da respectiva tensão convencional "X" empregada. Por exemplo: AP 300 representa o alongamento percentual permanente após a retirada de uma tensão de 300 MPa. 3.6.4 alongamento percentual após ruptura (A): Alongamento percentual, determinado após a ruptura do corpo-de-prova. É comumente designado “alongamento após ruptura”. NOTA - Sempre que possível, o comprimento inicial L o deve ser igual a 5(4S o / π)½. Caso seja diferente, deve-se acrescentar ao símbolo A um subscrito para indicar um f ator de proporcionalidade diferente de 5 ou o comprimento inicial em milímetros. Por exempl o: A 10; A50 mm.

3.7 carga máxima (Fm): Maior carga suportada pelo corpo-de-prova tracionado até a ruptura. 3.8 tensão convencional (TC): Quociente da carga pela seção inicial do corpo-de-prova em qualquer instante do ensaio. É comumente denominada “tensão”. 3.9 limite de resistência à tração (LR): Quociente da carga máxima pela área da seção inicial (F m /So). 3.10 limite convencional de escoamento (LEx): Tensão convencional que produz uma percentagem especificada “x” de alongamento não elástico, sob carga aplicada (figura 1). O valor “x” deve ser indicado na norma de especificação do produto. 3.10.1 limite de escoamento (LE): Quociente da carga necessária para atingir uma deformação permanente estabelecida pela seção inicial do corpo-de-prova.


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Figura 1 - Diagrama tensão/alongamento, mostrando o limite convencional de escoamento Lex = R; x = om não elástico especificado 3.11 tensão de alongamento percentual sob tensão especificada (TACx): Tensão convencional que produz um alongamento percentual “x” com a carga aplicada (figura 2). O valor “x” deve ser indicado na Norma de especificação do produto.

Figura 2 - Diagrama tensão/alongamento, mostrando a tensão de alongamento percentual sob tensão especificada TACx = R; x = om 3.12 tensão de alongamento percentual permanente especificada (TAPx): Tensão convencional que produz, após supressão da carga, um alongamento percentual permanente especificado “x” (figura 3). O valor “x” deve ser indicado na norma de especificação do produto.

Figura 3 - Diagrama tensão/alongamento, mostrando a tensão de alongamento percentual permanente especificada TAPx = R


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NBR 7549:2001 3.13 velocidade de tensionamento (Vt): Aumento da tensão convencional suportado pelo corpo-de-prova, durante um ensaio, por unidade de tempo. 3.14 velocidade de alongamento (Va): Alongamento percentual do corpo-de-prova, durante um ensaio, por unidade de tempo. 4 Aparelhagem 4.1 Máquina de tração

A máquina de tração a ser utilizada deve estar de acordo com a NBR 6156. Deve ser da classe 1,0, a menos que seja definida a utilização da classe 0,5 pela norma de especificação do produto ensaiado. 4.2 Dispositivos para fixar os corpos-de-prova

Podem ser utilizados vários tipos de dispositivos para transmitir a carga da máquina de tração ao corpo-de-prova. A fim de assegurar que a tensão seja axial dentro do comprimento entre marcas, o eixo do corpo-de-prova deve coincidir com a linha central das cabeças da máquina de tração. Qualquer desvio deste requisito poderá introduzir esforços de dobramento não incluídos no cálculo da tensão convencional. 4.2.1 Castanhas

As máquinas de tração são equipadas com castanhas normalmente satisfatórias para prender barras compridas de metais com ductilidade razoável. Entretanto, se por qualquer motivo uma castanha avançar mais do que a outra quando do seu aperto, poderá ser introduzido um esforço de dobramento indesejável. Quando da utilização de calços atrás das castanhas, estes devem ter a mesma espessura e as faces planas e paralelas. Para a obtenção de melhores resultados, todo o comprimento das castanhas deve estar apoiado nas cabeças da máquina de tração, o que exige o uso de calços adequados e compatíveis com a espessura do corpo-de-prova. Para melhor fixação do corpo-de-prova, é desejável que o comprimento inteiro da face serrilhada de cada castanha esteja em contato com o mesmo. O alinhamento correto das castanhas e dos calços está ilustrado na figura 4.

Figura 4 - Castanhas com calços para corpos-de-prova planos 4.2.1.1 Os corpos-de-prova de menor comprimento para serem solicitados em tensão axial pura, uniformemente distribuída, necessitam, geralmente, ser usinados e fixados à máquina de tração por dispositivos especiais (ver 4.2.2 e 4.2.3). 4.2.2 Dispositivos para fixar corpos-de-prova roscados ou com ombros

As figuras 5 e 6 mostram, respectivamente e sob a forma de esquemas, dispositivos para fixar corpos-de-prova roscados e com ombros. Estes dispositivos devem ser fixados às cabeças da máquina de tração através de encostos esféricos bem lubrificados. A distância entre encostos deve ser a maior possível.


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Figura 5 - Dispositivo para fixar corpos-de-prova roscados

Figura 6 - Dispositivo para fixar corpos-de-prova com ombros 4.2.3 Castanhas para chapas

Para se ensaiar produtos na forma de chapas, quando da impossibilidade do uso de castanhas do tipo normal, deve-se utilizar castanhas auto-alinhantes, conforme mostrado na figura 7.


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Figura 7 - Castanhas auto-alinhantes para ensaios em chapas e arames 4.2.4 Dispositivos para fixar arames

Para a fixação de arames podem ser utilizadas as castanhas ilustradas nas figuras 4 e 7 ou um dispositivo de amarração, conforme mostrado na figura 8.

Figura 8 - Dispositivo de amarração para arames


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NBR 7549:2001 4.3 Extensômetro

Quando for necessário o uso de um extensômetro para medir-se o alongamento de um corpo-de-prova, o mesmo deve estar de acordo com a ASTM E 83. NOTA - Um extensômetro da classe B1 d a ASTM E 83 tem sensibilidade adequada para a maioria dos materiais.

4.4 Dispositivos para medir dimensões

Micrômetros, paquímetros e quaisquer outros dispositivos utilizados para medir dimensões lineares devem ter precisão mínima igual à metade da menor unidade na qual deve-se medir a referida dimensão. 5 Execução dos ensaios 5.1 Generalidades sobre os corpos-de-prova 5.1.1 Os corpos-de-prova devem ter a seção inteira do produto, sempre que possível. Na impossibilidade, devem ser utilizados corpos-de-prova com seção circular ou retangular. 5.1.2 Em geral, os corpos-de-prova de seção retangular devem ter a largura de 12,50 mm, de acordo com a figura 9, e, sempre que possível, a espessura inteira do produto. Se for necessário, podem ser utilizados corpos-de-prova reduzidos, de 6,00 mm de largura, conforme indicado na figura 9, porém os valores de alongamento obtidos de tais corpos-de-prova não são válidos para determinar conformidade com Normas, salvo indicação explícita em contrário.

Medida

M - Comprimento entre marcas L - Largura 1), 2) E - Espessura3) R - Raio de concordância mínimo T - Comprimento total mínimo4) U - Comprimento útil mínimo C - Comprimento das cabeças mínimo 5) G - Largura das cabeças aproximada 2), 6)

Dimensões mm Corpo-de-prova padrão (largura 12,50 mm)

Corpo-de-prova reduzido (largura 6,00 mm)

50,00 ± 0,10 12,50 ± 0,25 Espessura do material 12,5 200 57 50 20

25,00 ± 0,10 6,00 ± 0,05 Espessura do material 6 100 32 30 10

1)

A diferença de largura entre as extremidades do comprimento útil deve ser, no máximo, 0,60 mm ou 0,25 mm, respectivamente. A largura pode ser diminuída gradativamente das extremidades até o centro, com diferença máxima de 1%. 2)

Em caso de necessidade, podem ser usadas larguras L e G menores para ambos os corpos-de-prova. Em tais casos, a largura do comprimento útil deve ser a maior permitida pela largura do produto ensaiado, podendo os lados do corpo-de-prova ser retos e paralelos em todo o seu comprimento. O requisito de alongamento após ruptura não se aplica a esses corpos-de-prova mais estreitos, salvo determinação em c ontrário. 3)

A dimensão “E” é a espessura do corpo-de-prova conforme estabelecida na norma de especificação do produto, tendo valores nominais máximos de 12,50 mm e 6 mm, respectivamente. 4)

A fim de ajudar a obtenção de solicitação axial no ensaio do corpo-de-prova de 6 mm de largura, o comprimento total deve ser o maior permitido pelo tamanho do produto, até 200 mm. 5)

É desejável que o comprimento das cabeças seja suficiente para que elas entrem nas castanhas numa distância igual ou superior a dois terços do comprimento destas castanhas. Se a espessura de um corpo-de-prova de 12,50 mm de largura for maior do que 9 mm, podem ser necessárias c astanhas e cabeças mais compridas. 6)

As cabeças do corpo-de-prova devem ser simétricas ao eixo do comprimento útil com diferença máxima de 0,2 mm e 0,1 mm, respectivamente.

Figura 9 - Corpo-de-prova de seção retangular para ensaios de tração


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NBR 7549:2001 5.1.2.1 Podem ser utilizados corpos-de-prova com cabeças furadas para receber pinos, conforme mostrado na figura 10. A fim de se evitar cambagem quando do ensaio de materiais finos de elevada resistência, pode ser necessário usar chapas de reforço nas cabeças.

Medida M - Comprimento entre marcas L - Largura 1) E - Espessura máxima2) R - Raio de concordância mínimo 3) T - Comprimento total mínimo 4) U - Comprimento útil mínimo C - Comprimento das cabeças mínimo G - Largura das cabeças aproximada 4) D - Diâmetro do furo para o pino e a extremi dade aproximada 4), 5) P - Distância entre o pino e a extr emidade aproximada 4) F - Distância entre o furo e a c oncordância mínima 4)

Dimensões mm 50,00 ± 0,10 12,50 ± 0,25 12,5 13 200 57 50 50 13 40 15

1)

A diferença de largura entre as extremidades do comprimento útil deve ser, no máximo, 0,06 mm. A largura pode ser diminuída gradativamente das extremidades até o centro, com diferença máxima de 1%. 2)

A dimensão “E” é a espessur a do corpo-de-prova, conforme estabelecida na norma de especificação do produto.

3)

Para alguns materiais, pode ser necess ário um raio de concordância maior do que 13 mm.

4)

As dimensões G, D, P, F e T podem ser variadas, a fim de produzir a ruptura dentro do comprimento entre marcas.

5)

Os furos devem situar-se no eixo do comprimento útil com desvio máxi mo de 0,05 mm.

Figura 10 - Corpo-de-prova de seção retangular com cabeças furadas 5.1.3 Os corpos-de-prova de seção circular devem ter o diâmetro-padrão de 12,50 mm (figura 11), exceto quando as dimensões do produto o tornam impossível. Em tais casos, podem ser usados corpos-de-prova proporcionais, reduzidos, conforme indicado na figura 11, devendo-se utilizar sempre o maior valor possível. O diâmetro da parte útil do corpo-de-prova deve ser, no mínimo, 4 mm para os produtos dúcteis e 6 mm para os produtos fundidos, salvo quando a Norma de especificação do produto determinar o contrário.


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Medida

Diâmetro nominal M - Comprimento entre marcas 1), 2) D - Diâmetro3) R - Raio de concordância mínimo 1) U - Comprimento útil mínimo 4)

Dimensões mm Corpo-de-prova padrão

Corpos-de-prova reduzidos, proporcionais

12,50

9

6

4

62,50 ± 0,10 12,50 ± 0,25 9 75

45,00 ± 0,09 9,00 ± 0,10 8 54

30,00 ± 0,06 6,00 ± 0,10 6 36

20,00 ± 0,04 4,00 ± 0,05 4 24

1)

O comprimento entre marcas e o raio de concordância devem ser os indicados, mas as cabeças podem ser de forma apropriada à máquina de ensaio, a fim de assegurar que a carga seja aplicada axialmente (ver figura 12). Se as cabeças forem presas por castanhas, é desejável que elas entrem nas castanhas numa distância igual ou superior a dois terços do comprimento destas castanhas. 2)

O comprimento entre marcas deve ser igual a cinco vezes o diâmetro nominal. Nas normas de especificações dos produtos, podem ser especificados outros tipos de corpo-de-prova; entretanto, se não for mantida a relação nominal de 5:1, os valores de alongamento após ruptura podem não ser comparáveis com aqueles obtidos usando o corpo-de-prova padrão. 3)

O diâmetro do comprimento útil pode ser diminuído gradativamente das extremidades até o centro (dimensão controlante) com diferença máxima de 1%. O uso de corpos-de-prova de diâmetro nominal menor do que 6 mm deve ser restrito aos casos em que o tamanho do produto a ser ensaiado não permite obter corpos-de-prova maiores ou nos casos em que as partes concordam em usá-los para a aceitação do produto. Os corpos-de-prova reduzidos exigem equipamento apropriado e maior habilidade tanto na usinagem como no ensaio. 4)

A fim de acomodar um extensômetro de qualquer base de medida desejada, o comprimento útil pode ser aumentado. Entretanto, as marcas para a determinação do alongamento após ruptura devem ter o espaçamento indicado.

Figura 11 - Corpo-de-prova de seção circular para ensaios de tração 5.1.3.1 A forma das cabeças dos corpos-de-prova deve ser apropriada ao material e adaptar-se à máquina de tração de modo que a carga seja aplicada axialmente. A figura 12 mostra corpos-de-prova com vários tipos de cabeça que apresentam resultados satisfatórios.

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Dimensões mm Medida

Corpos-de-prova № 1

№ 2

62,50 ± 0,10 12,50 ± 0,25 9 75 mínimo 145 35 aprox. 20

62,50 ± 0,10 12,50 ± 0,25 9 75 mínimo 155 25 aprox. 20 15 15

1)

M - Comprimento entre marcas D - Diâmetro2) R - Raio de concordância mínimo U - Comprimento útil T - Comprimento total aproximado C - Comprimento das cabeças 3) G - Diâmetro das cabeças E - Comprimento do ombro e da concordância aproximada F - Diâmetro do ombro

№ 3

№ 4

№ 5

62,50 ± 0,10 12,50 ± 0,25 9 100 aprox. 140 20 aprox. 20

62,50 ± 0,10 12,50 ± 0,25 9 75 mínimo 140 15 aprox. 22 20 15

62,50 ± 0,10 12,50 ± 0,25 9 75 mínimo 255 75 mínimo 20 15 15

1)

O comprimento entre marcas deve ser igual a cinco vezes o diâmetro nominal. Nas normas de especificações dos produtos, podem ser especificados outros tipos de corpo-de-prova; entretanto, se não for mantida a relação nominal de 5:1, os valores de alongamento após ruptura podem não ser comparáveis com aqueles obtidos usando o corpo-de-prova padrão. 2)

O diâmetro do comprimento útil pode ser diminuído gradativamente das extremidades até o centro (dimensão controlante) com diferença máxima de 1%. 3)

É desejável que o comprimento das cabeças do corpo-de-prova nº 5 seja suficiente para que elas entrem nas castanhas numa distância igual ou superior a dois terços do comprim ento destas castanhas.

Figura 12 - Diversos tipos de cabeças para o corpo-de-prova padrão de seção circular 5.1.4 Cuidados especiais são exigidos na preparação e nos ensaios dos corpos-de-prova reduzidos, porque o efeito das variáveis na usinagem (como por exemplo, o esforço aplicado na extremidade e a quantidade decalor gerada) e no ensaio (como por exemplo, a excentricidade e a marcação da base de medida) é maior do que o efeito produzido no ensaio dos corpos-de-prova maiores. Com alguns tipos de produtos, especialmente peças fundidas, o resultado dos ensaios de corposde-prova reduzidos pode mostrar maior variação devido à maior influência de variações na estrutura metalográfica ou nas características da superfície. A obtenção de baixos valores, utilizando-se apenas corpos-de-prova reduzidos, deve ser avaliada cuidadosamente, conforme 5.7.1, a fim de certificar-se da validade dos seus resultados. 5.1.5 Embora possam ser comparados os valores do limite de resistência à tração e do limite convencional de escoamento obtidos com corpos-de-prova de dimensões diferentes, os valores do alongamento após ruptura podem variar de acordo com o tamanho e o tipo do corpo-de-prova. Portanto, os valores do alongamento devem ser obtidos utilizando-se corposde-prova do tipo usado para estabelecer as propriedades mecânicas especificadas. 5.2 Tipo, sentido e localização do corpo-de-prova nos produtos 5.2.1 Chapas 5.2.1.1 Para as espessuras até 12,50 mm, inclusive, devem ser utilizados corpos-de-prova de seção retangular e, para todas as outras espessuras, corpos-de-prova de seção circular. 5.2.1.2 Para as espessuras acima de 12,50 mm até 40 mm, inclusive, os corpos-de-prova devem ser extraídos do meio da espessura e, para as espessuras maiores, extraídos à meia distância entre o centro e a superfície. 5.2.1.3 Para materiais não tratáveis termicamente, os corpos-de-prova devem ser extraídos no sentido de laminação.


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5.2.1.4 Para materiais tratáveis termicamente, os corpos-de-prova devem ser extraídos no sentido transversal ao de laminação. Entretanto, se a largura da chapa for insuficiente para a extração dos corpos-de-prova padrão da seção retangular ou de 12,50 mm de diâmetro, eles devem ser extraídos no sentido de laminação. 5.2.2 Arames e barras 5.2.2.1 Os corpos-de-prova devem ser extraídos da seção inteira do produto, sempre que possível. A seção ao longo do comprimento útil pode ser reduzida ligeiramente, a fim de assegurar que a fratura ocorra dentro do comprimento entre marcas. Nos outros casos, devem ser utilizados corpos-de-prova de seção circular, exceto no caso de produtos de seção retangular com espessura menor ou igual a 12,50 mm, quando podem ser usados corpos-de-prova de seção retangular da espessura inteira do produto. 5.2.2.2 Todo corpo-de-prova deve ser extraído no sentido longitudinal e segundo as posições assinaladas na tabela 1. 5.2.3 Perfis 5.2.3.1 Todas as vezes em que não for possível usar corpos-de-prova da seção inteira do produto, utilizar corpos-de-prova de seção circular, exceto no caso dos perfis de espessura menor ou igual a 12,50 mm, quando podem ser usados corposde-prova de seção retangular. 5.2.3.2 Os corpos-de-prova devem ser extraídos no sentido longitudinal da seção predominante do perfil, numa posição que satisfaça, da melhor maneira possível, a prevista na tabela 1. Tabela 1- Posição do eixo dos corpos-de-prova nas barras e nos perfis

Diâmetro, espessura ou largura da seção mm Até 40,0, inclusive Acima de 40,0

Posição do eixo do corpo-de-prova em relação à espessura (E) e largura (L) das barras retangulares e dos perfis ou do diâmetro (D) das barras redondas Espessura Largura Diâmetro 0,5 E 0,5 L 0,5 D 0,25 E 0,25 L 0,25 D

5.2.4 Tubos 5.2.4.1 Todos os corpos-de-prova devem ser extraídos no sentido longitudinal. 5.2.4.2 Para todos os tubos, especialmente aqueles de diâmetro externo nominal até 25 mm, devem ser utilizados corposde-prova da seção inteira do tubo, até o limite imposto pela máquina de ensaio. Em cada extremidade do corpo-de-prova, deve ser inserido um tampão justo, até uma profundidade suficiente para permitir que as castanhas da máquina prendam com firmeza o corpo-de-prova. Os tampões não devem alcançar a parte do corpo-de-prova na qual é medido o alongamento. A figura 13 mostra uma forma apropriada de tampão, a posição dos tampões no corpo-de-prova e a posição do corpode-prova nas castanhas da máquina.

NOTA - As castanhas não devem ultrapassar o limite “p”. O diâmetro do tampão deve diminuir ligeiramente desde “p” até o início da parte curvada.

Figura 13 - Tampões de metal para ensaio de corpos-de-prova tubulares, localização correta dos tampões no corpo-de-prova e deste nas castanhas da máquina de tração 5.2.4.3 Quando for impraticável ensaiar corpos-de-prova da seção inteira do tubo, deve-se utilizar, sempre que possível, corpos-de-prova de 12,50 mm de largura, de acordo com a figura 15, extraídos das posições indicadas na figura 14. Se isso também for impraticável, devem-se extrair corpos-de-prova de seção circular. Para espessuras de parede de até 40,00 mm, inclusive, devem ser extraídos corpos-de-prova da parte central da parede e, para espessuras maiores, de uma posição eqüidistante do meio da parede e da superfície externa.

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NOTA - As bordas dos corpos-de-prova devem ser paralelas.

Figura 14 - Posição da qual se deve cortar corpos-de-prova longitudinais para o ensaio de tração de tubos de grande diâmetro

Medida M - Largura entre marcas L - Largura1) E - Espessura2) R - Raio de concordância mínimo U - Comprimento útil mínimo C - Comprimento das cabeças mínimo 3) G - Largura das cabeças aproximada 4)

Dimensões mm 50,00 ± 0,10 12,50 ± 0,25 2)

12,50 57 75 20

1)

A diferença de largura entre as extremidades do comprimento útil deve ser, no máximo, 0,06 mm. A largura pode ser diminuída gradativamente das extremidades até o centro, com diferença máxima d e 1%. 2) A dimensão “E” é a espessura da s eção tubular conforme estabelecida na norma de especificação do produto. 3) É desejável que o comprimento das cabeças seja suficiente para que elas entrem nas castanhas numa distância igual ou superior a dois terços do comprimento destas c astanhas. castanhas e cabeças mais compridas. 4) As cabeças devem ser simétric as ao eixo do corpo-de-prova com tolerância de 1,00 mm.

Figura 15 - Corpo-de-prova longitudinal para tubos de grande diâmetro 5.2.5 Peças forjadas entre matrizes

Para espessuras maiores do que 12,50 mm, devem ser utilizados corpos-de-prova de seção circular. Para espessuras entre 8,00 mm e 12,50 mm, inclusive, devem ser utilizados corpos-de-prova de seção circular reduzidos ou retangulares. Para espessuras menores do que 8,00 mm, devem ser utilizados corpos-de-prova de seção retangular. O eixo do corpo-de-prova deve ser essencialmente paralelo à direção do fluxo dos grãos, salvo determinação em contrário. Os corpos-de-prova devem ser extraídos da parte central da porção predominante ou mais grossa da peça, de um prolongamento da mesma ou de peças forjadas separadamente do mesmo material. 5.2.6 Peças forjadas à mão

Devem ser utilizados corpos-de-prova de seção circular, extraídos na direção da maior dimensão transversal, salvo determinação em contrário. Um corpo-de-prova longitudinal deve ter o seu eixo coincidente com o eixo central da peça forjada. Para um corpo-de-prova transversal, o ponto central do seu eixo deve estar no eixo central longitudinal da peça. A distância entre o ponto central do eixo do corpo-de-prova e a extremidade da peça forjada deve ser, no mínimo, igual à metade da espessura da peça. 5.3 Corpos-de-prova para peças fundidas em areia ou coquilha

Os corpos-de-prova devem ser fundidos em separado ou, se a norma de especificação do produto ou o comprador o exigir, usinados a partir da própria peça fundida.


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NBR 7549:2001 5.3.1 Corpos-de-prova fundidos

O comprimento útil de qualquer corpo-de-prova fundido em separado deve estar de acordo com a figura 11. 5.3.2 Corpos-de-prova usinados a partir de peças fundidas 5.3.2.1 Para espessuras acima de 12,50 mm, devem ser usados corpos-de-prova de seção circular, de acordo com a figura 11. 5.3.2.2 Para espessuras entre 8,00 mm e 12,50 mm, inclusive, podem ser usados corpos-de-prova de seção retangular, de acordo com a figura 9 ou corpos-de-prova de seção circular reduzida, de acordo com a figura 11, observando-se apenas a exceção feita em 5.1.3. 5.3.2.3 Para espessuras inferiores a 8,00 mm, devem ser usados corpos-de-prova de seção retangular, de acordo com a figura 9. 5.4 Corpos-de-prova para peças fundidas sob pressão

Para os ensaios em peças fundidas sob pressão deve ser usado o corpo-de-prova mostrado na figura 16, salvo se a norma de especificação do produto determinar o contrário.

Medida M - Comprimento entre marcas D - Diâmetro1) R - Raio de concordância mínimo U - Comprimento útil mínimo T - Comprimento total mínimo B - Distância entre castanhas mínima G - Diâmetro das cabeças aproximado

Dimensões mm 60,00 ± 0,10 6,00 ± 0,10 75 75 250 125 15

1)

O diâmetro do comprimento útil pode ser diminuído gradativamente das extremidades até o centro (dimensão controlante) com diferença máxima de 0,10 mm.

Figura 16 - Corpo-de-prova padrão para ensaio de peças fundidas sob pressão 5.5 Corpos-de-prova para metais em pó

Para os ensaios de metais em pó devem ser usados os corpos-de-prova mostrados nas figuras 17 e 18, salvo se a norma de especificação do produto determinar o contrário.


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Medidas M - Comprimento entre marcas D - Largura do meio L - Largura nas extremidades do comprimento útil E - Espessura após compactação R - Raio de concordância U - Comprimento da metade da parte útil B - Distância entre centros T - Comprimento total G - Largura das cabeças F - Meia largura das cabeças J - Raio das extremidades

Dimensões mm 25,40 ± 0,10 5,72 ± 0,03 5,97 ± 0,03 5 a 6,5 25 16 81 90 8,71 ± 0,03 4,36 ± 0,03 4,36 ± 0,03

NOTA - As dimensões especificadas, exceto M, são as da matriz.

Figura 17 - Corpo-de-prova padrão, plano, não usinado, para metal em pó - Área de compactação aproximada 650 mm2


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Dimensões mm

Medidas M - Comprimento entre marcas D - Diâmetro no meio do comprimento útil H - Diâmetro nas extremidades do compri mento entre marcas R - Raio de concordância U - Comprimento útil T - Comprimento total (da cavidade da matriz) C - Comprimento das cabeças G - Compactação até esta espessura nas extremidades L - Largura da cavidade da matriz E - Comprimento do ombro mais concordância F - Diâmetro do ombro J - Raio de concordância nas cabeças

30,00 ± 0,10 6,00 ± 0,025 D + (0,025 a 0,050) 6 32 80 12 12,50 ± 0,10 12,50 9 8 2

NOTAS 1 O comprimento entre marcas e as concordâncias devem corresponder às dimensões indicadas. 2 As cabeças mostradas foram projetadas para apresentar uma área de comp actação total de aproximadamente 600 mm 2. 3 Outras formas de cabeça são aceitáveis, sendo necessárias, em alguns casos, para materiais de elevada resistência mecânica. 4 Algumas formas alternativas sugeridas inclu em: - cabeças mais compridas, da mesma forma geral que o padrão, para proporcionar uma área maior para prender o corpode-prova; - ranhuras ou saliências transversais rasas, que podem ser prensadas nas cabeças para serem presas em castanhas usinadas aproximadamente. 5 As recomendações para usinagem são as s eguintes: a) usinagem grossa até φ 9 mm; b) tornear acabado até φ 6 mm com raios e conicidade; c) polir com lixa 00; d) brunir com pano-rédio.

Figura 18 - Corpo-de-prova padrão, redondo, usinado, para metal em pó - Área de compactação antes de usinar 1 000 mm2, aproximadamente 6 Procedimento 6.1 Medição das dimensões dos corpos-de-prova 6.1.1 A fim de determinar a área da seção transversal de um corpo-de-prova para o ensaio de tração, devem ser medidas as dimensões desta área no meio do comprimento entre marcas, exceto em caso de arbitragem usando corpos-de-prova cuja menor dimensão é inferior a 5,00 mm, em que devem ser medidas as dimensões no ponto de menor área de seção. Medir e anotar as dimensões com a seguinte precisão:

a) maior ou igual a 5,00 mm - o múltiplo de 0,025 mm mais próximo; b) menor que 5,00 mm até 2,50 mm, inclusive - o múltiplo de 0,01 mm mais próximo; c) menor que 2,50 mm até 0,50 mm, inclusive - o múltiplo de 0,002 mm mais próximo; d) menor que 0,50 mm - 1%, quando possível, porém sempre até o múltiplo de 0,002 mm mais próximo, no mínimo.


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NBR 7549:2001 6.1.2 O arredondamento dos valores deve ser feito de acordo com a NBR 5891. 6.1.3 Para os corpos-de-prova com superfícies ásperas, devido ao método de fabricação, as medidas podem ser arredondadas até o múltiplo de 0,025 mm mais próximo em todas as faixas. 6.1.4 Quando o corpo-de-prova tiver a seção transversal inteira de um produto de seção assimétrica, ele deve ser determinado pesando-se um pedaço do produto de comprimento 20 ou mais vezes a dimensão maior da seção, usando-se o valor da densidade do material. Determinar a massa com precisão de 0,5% ou mais. 6.2 Velocidade de ensaio 6.2.1 No caso de materiais em que a velocidade de ensaio afeta os resultados obtidos, a velocidade máxima deve ser estabelecida na norma de especificação do produto, usando-se um dos critérios indicados a seguir, em ordem crescente de precisão:

a) velocidade do travessão sem carga, em milímetros por milímetro (mm.mm -1) do comprimento entre marcas, por segundo; b) velocidade de separação das cabeças da máquina, em milímetros por milímetro (mm.mm -1) do comprimento entre marcas, por segundo; c) tempo de ensaio, em segundos, desde o início da aplicação da carga (ou a partir de uma determinada tensão) até o momento de ruptura, com carga máxima ou uma outra tensão especificada; d) velocidade de tensionamento, em megapascals por segundo (MPa.s -1); e) velocidade de alongamento, em milímetros por milímetro (mm.mm-1). NOTA - Se não for determinado em contrário, pode-se usar qualquer velocidade de ensaio conveniente até a metade do limite de escoamento especificado ou até um quarto do limite de resistência à tração especificado, devendo ser considerado o menor valor. Acima disso devem ser obedecidos os limites estabelecidos.

6.2.2 Na ausência de outras indicações, a velocidade de ensaio deve ser tal que as cargas e os alongamentos usados para a obtenção dos resultados sejam indicados com precisão. Durante a determinação do limite de escoamento, a velocidade de tensionamento deve ser igual ou inferior a 12 MPa.s -1. A velocidade pode ser aumentada após a retirada do extensômetro, até o máximo de 0,01 mm por mm de comprimento entre marcas ou entre castanhas, para corpos-de-prova sem seção reduzida, por segundo. 6.3 Limite de escoamento

O limite de escoamento pode ser determinado pelo método de deslocamento de 0,2%. A aceitação ou rejeição do material pode ser decidida com base no método de alongamento sob carga especificada. Nos casos de arbitragem deve prevalecer o método de deslocamento. 6.3.1 Método de deslocamento

Para a determinação do limite de escoamento através deste método é necessária a obtenção de dados (gráficos ou numéricos), a partir dos quais seja possível traçar um diagrama tensão/alongamento, conforme figura 1. 6.3.1.1 Delimitar, no eixo das abscissas da figura 1, o segmento 0m igual ao valor especificado do deslocamento, traçar mn paralelo a OA e localizar r , que é a intersecção de mn com a curva1). Nos valores de escoamento informados, obtidos por este método, o valor especificado de “deslocamento” usado deve ser colocado entre parênteses depois do termo limite de escoamento, da seguinte forma:

Limite de escoamento (deslocamento 0,2%) = 360 MPa 6.3.2 Método de deformação sob carga especificada

Nos ensaios para se determinar a aceitação ou rejeição de material, cujas características de tensão/deformação são bem conhecidas de ensaios anteriores relativos a materiais similares, de onde diagramas de tensão/deformação foram traçados, a deformação total correspondente à tensão, na qual o deslocamento especificado ocorre, ficará dentro de limites satisfatórios. Portanto, nestes ensaios, uma deformação total especificada pode ser usada e a tensão do corpo-de-prova, quando este total de deformação é alcançado, é tomada como sendo o valor do limite de escoamento, conforme figura 2. NOTA - Podem ser utilizados dispositivos automáticos que determinem o limite convencional de escoamento, sem traçar o diagrama tensão/deformação, desde que comprovada sua pr ecisão.

6.4 Limite de resistência à tração

O cálculo do limite de resistência à tração é obtido através da divisão da carga máxima pela seção inicial do corpo-de-prova. 6.5 Alongamento percentual após ruptura

Medir o comprimento final entre marcas (3.2.2) com precisão de 0,25 mm e calcular o alongamento percentual conforme definido em 3.6.1. Indicar tanto o alongamento percentual encontrado como o comprimento inicial entre marcas. __ _______________ 1)

Se a carga cair antes que o deslocamento especificado seja alcançado, tecnicamente o material não possui limite de escoamento para este deslocamento, mas a tensão da carga máxima alcançada, antes do deslocamento especificado, pode ser informada no lugar do limite de escoamento.


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6.5.1 Se qualquer parte da ruptura ocorrer fora da metade média do comprimento entre marcas, numa área puncionada ou riscada dentro do comprimento útil, o valor do alongamento obtido pode não ser representativo do material. Se o alongamento medido cumprir o requisito mínimo especificado, não será necessário repetir o ensaio, mas deve ser anotada a posição da ruptura. Se o requisito não for cumprido, o ensaio deve ser considerado e repetido de acordo com o estabelecido em 6.7.1. 6.5.2 Quando o comprimento da parte útil for muito superior ao comprimento inicial entre marcas, como no caso de corposde-prova não usinados, é conveniente marcar sobre o mesmo vários comprimentos iniciais, parcialmente sobrepostos, cobrindo toda a extensão da parte útil. 6.5.3 Se a norma de especificação do produto exigir ou nos casos de arbitragem (excetuado o arame), quando o alongamento após ruptura especificado for menor do que 3% ou quando o alongamento, determinado de acordo com 6.5, for menor do que 4%, determinar o alongamento após ruptura de um corpo-de-prova de seção circular como segue:

a) determinar o comprimento inicial entre marcas com precisão de 0,05 mm; b) após o ensaio, retirar quaisquer fragmentos parcialmente rompidos que possam afetar a medição do comprimento final; c) recompor as duas metades quebradas da melhor maneira possível e aplicar uma carga de compressão axial de aproximadamente 15 MPa. Se for desejado, a carga pode, então, ser retirada com cuidado, desde que o corpo-de-prova permaneça intacto; d) medir o comprimento final com precisão de 0,05 mm e calcular o alongamento percentual para o comprimento inicial de 62,5 mm até o múltiplo de 0,1% mais próximo ou para comprimentos menores, até 0,2%. 6.6 Substituição de corpos-de-prova 6.6.1 Um corpo-de-prova pode ser descartado e substituído por um outro extraído do mesmo lote de material se:

a) o corpo-de-prova tiver a superfície mal usinada, as dimensões incorretas ou as suas propriedades alteradas por usinagem mal feita; b) o procedimento do ensaio for incorreto ou houver mau funcionamento do equipamento; c) a fratura acontecer fora da metade média do comprimento entre marcas e o alongamento percentual for inferior ao especificado. 6.6.2 No caso de corpos-de-prova usinados a partir de produtos dúcteis ou peças fundidas, as descontinuidades consideradas indicativas de material inferior ou defeituoso, tais como trincas, rupturas, escamas e porosidades reveladas na fratura, não constituem motivos para a substituição do corpo-de-prova. 6.6.3 No caso de corpos-de-prova fundidos em separado, a presença de porosidade devida a gás é indicativa de desgaseificação inadequada da fusão, que resulta em peças porosas. Esse defeito, porém, não justifica a substituição do corpo-deprova. Por outro lado, se for verificada a presença de defeitos como trincas ou inclusões na fratura, o corpo-de-prova pode ser substituído, porque tal fato não implica a existência do mesmo defeito nas peças correspondentes. 6.7 Repetição dos ensaios 6.7.1 Se um ou mais corpos-de-prova falharem em relação aos requisitos especificados, o ensaio pode ser repetido em uma das condições estabelecidas em 6.7.1.1 a 6.7.1.3, salvo quando a norma de especificação do produto estabelecer o contrário. 6.7.1.1 Para cada corpo-de-prova que falhar, devem ser ensaiados dois corpos-de-prova adicionais, extraídos de uma região na amostra original adjacente àquela que corresponde à falha. 6.7.1.2 Para cada corpo-de-prova que falhar, deve ser ensaiado um corpo-de-prova adicional, extraído da região estabelecida em duas outras amostras obtidas do mesmo lote. 6.7.1.3 No caso de corpos-de-prova fundidos em separado, para cada corpo-de-prova que falhar devem ser ensaiados dois corpos-de-prova adicionais, representando o mesmo lote. 6.7.2 Uma falha em qualquer repetição de ensaio pode determinar a rejeição do lote. 6.7.3 Os ensaios adicionais de que trata 6.6 não constituem repetições nos termos de 6.7.1.

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NBR 7549 - Aluminio e Suas Ligas - Ensaio de Tracao

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