Lista #7 Ciência e Tecnologia Tecnologia dos Materiais Materi ais – Prof. Prof. Luis Augusto H. Terr T errones ones Aluna: Bárbara Ferr Ferreira eira de Olieira
Callister – !" #di$%o
CAPÍTULO 8 – FALHAS FALHAS 08) &'a grande c(a)a * fabricada a )artir de u'a liga de a$o +ue )ossui
u'a
82,4 MPa √ m
tenacidade , fratura e' defor'a$%o )lana de (75,0 MPa √ ¿ ) . -e dura durant nte e o seu uso e' ser eri$o i$o a
c(a)a * sub'etida a u'a tens%o de tra$%o de /0 MPa1 deter'ine o co')ri'ento '2ni'o de u'a trinca su)er3cial +ue causará fratura. Assu'a u' alor de 415 )ara 6. 7esolu$%o: 7esolu$%o O ta'an(o 'á8i'o ad'iss2el da trinca )ode ser calculado a )artir da e+ua$%o abai8o: 2
ac
1 K 1C
= π σ Y
Onde 9 4C 4C * a tenacidade , fratura e' defor'a$%o )lana1 * a tens%o i')osta e 6 * u' )ar;'etro adi'ensional +ue de)ende tanto do ta'an(o +uanto da geo'etria da trinca e da a'ostra1 assi' co'o do 'odo de a)lica$%o da carga.
Considerando os alores fornecidos:
ac
2
82,4 × 10 6 6 = = 0,0181m π 345 × 10 × 1 1
Ou se
14''.
10) &' co')onente estrutural na for'a de u'a c(a)a co' grande largura dee ser fabricado a )artir de u'a liga de a$o +ue )ossui u'a
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tenacidade , fratura e' defor'a$%o )lana de ?>1?
MPa √ m
e u'
li'ite de escoa'ento de >@5 MPa. O li'ite de resolu$%o )ara o ta'an(o de defeitos no e+ui)a'ento de detec$%o defeitos * de 15 ''. -e a tens%o de )ro
ac
2
2 6 1 98,9 × 10 = = 6 = 0,0168m = 16,8mm π σ Y π 430 × 10 × 1
1 K 1C
Co'o o li'ite de resolu$%o do e+ui)a'ento * de ''1 este defeito estará su
13) #ncontra'se tabulados a seguir os dados +ue fora' coletados a )artir de u'a s*rie de ensaios de i')acto C(ar) co' u'a liga de a$o co'ercial co' bai8o teor de carbono.
Temperatura (oC) /5 05 5 D5 45 5 45 D5 5 05
!er"ia $mpa%to (&)
e
!@ !@ !4 /> > D 40 ? / 41/
a) Trace os dados na for'a da energia de i')acto e' fun$%o da te')eratura.
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') Eeter'ine a te')eratura de transi$%o dctilfrágil co'o a+uela te')eratura +ue corres)onde , '*dia entre as energias de i')acto 'á8i'a e '2ni'a.
%) Eeter'ine a te')eratura de transi$%o dctilfrágil co'o a+uela te')eratura na +ual a energia de i')acto * de D5 G. 7esolu$%o a O grá3co abai8o a)resenta os alores da energia de i')acto IG e' fun$%o da te')eratura IJC.
Temperatura !er"ia e $mpa%to >5 !4
!5 @5
!@ !@
/>
/5
!er"ia e $mpa%to (&) 05
>
5 D
D5 45 5 @5
4./ 05
/
? D5
40 5
D5
05
@5
Temperatura (C)
b A energia de i')acto '*dia entre as energias 'á8i'a e '2ni'a corres)onde a >1!/ G. Ee acordo co' o grá3co1 a te')eratura de transi$%o dctilfrágil corres)ondente a esse alor de energia * de1 a)ro8i'ada'ente1 45JC. c Para u'a energia de i')acto de D5 G1 a te')eratura de transi$%o
dctilfrágil
corres)ondente
será
de1
a)ro8i'ada'ente1 JC.
18) Os dados de fadiga )ara u'a liga de lat%o s%o dados na tabela a seguir.
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Amp*itue a te!s+o Ci%*os at- a .a*/a (,Pa) 4!5 1! 8 450 40> 415 8 45/ 45 15 8 45/ 440 415 8 45@ ?D 415 8 45! >5 415 8 45> !0 415 8 45? a Fa$a u' gráfico K Ia')litude da tens%o e' fun$%o do logarit'o do n'ero de ciclos at* a fal(a usando esses dados. b Eeter'ine a resistência , fadiga )ara 0 845@ ciclos. c Eeter'ine a ida e' fadiga )ara 4D5 MPa.
7esolu$%o a ráfico K.
b Ee acordo co' o grá3co1 )ara K0 845 @ ciclos1 a resistência , fadiga será de a)ro8i'ada'ente 455 MPa. Para u'a tens%o de 4D5 MPa1 a ida e' fadiga )ara este lat%o será de 45/1>D@1!/845/ ciclos.
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8) &' cor)ode)roa co' 454/ '' de co')ri'ento feito a )artir de u'a liga de n2+uelcarbono co' bai8o teor de C IFigura >.41 dee ser sub'etido a u'a tens%o de tra$%o de !5 MPa a 0D! oC. Eeter'ine o seu alonga'ento a)s 45.555 (. -u)on(a +ue o alor total dos alonga'entos instant;neo e de Nuência )ri'ária se
7esolu$%o Considerando a cura corres)ondente a 0D!JC na Figura >.41 )ara u'a tens%o de !5 MPa1 a ta8a de Nuência será de 45 @1
01@>845!(4. Eesta for'a1 a defor'a$%o a)s 45555( será o
)roduto do te')o )ela ta8a de Nuência corres)ondente1 ou se
= 10000 × 4,68x10 -7 = 4,68x10 -3 A defor'a$%o e o alonga'ento est%o relacionados )ela
∆ = ε 0 e+ua$%o
. Eesta for'a1 o alonga'ento total deste cor)o de
)roa será:
∆ = ( 4,68x10 -3 × 1015 + 1,3 ∆ = 6,05mm
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P) Para u' a$o ino8idáel 4>> Mo1 esti'e o te')o de ru)tura )ara u' co')onente +ue está sub'etido u'a tens%o de 455 MPa a @55 oC.
7esolu$%o A Figura >./ ilustra o grá3co +ue relaciona o logarit'o da tens%o co' o )ar;'etro de LarsonMiller ILM )ara u' a$o ino8idáel 4>>Mo. Ee acordo co' este grá3co1 u'a tens%o de 455 MPa corres)onde a u' )ar;'etro de LarsonMiller de DD10 845 '. -endo assi'1 o te')o de ru)tura )ara este co')onente será:
t r
22,4 × 10 3 LM = exp − C = exp − 20 T 873 t r
= 4,55 ×105 h ≅ 52anos
