Ensaio para Determinação da Resistência à Tração do Aço

Esse ensaio baseia-se em submeter corpos-de-prova, no caso barras de aço, a forças de tração, monitorando-se as deformações, depois, seguindo o ensaio até a ruptura para se determinar uma ou mais das propriedades mecânicas, tais como a força máxima suportada, o alongamento, o limite de resistência à tração, o alongamento específico e o módulo de elasticidade. 

Para se proceder este ensaio, inicialmente mediu-se o comprimento entre duas marcas, feitas próximas às extremidades de cada uma das barras ensaiadas, chamando-se esta medida de comprimento inicial. Após o rompimento de cada uma das barras, mediu-se novamente a distância entre as marcas sendo este o comprimento final. Fazendo-se a diferença entre as duas medidas, obtém-se o alongamento “a”. Para se obter o alongamento específico, faz-se o quociente do alongamento pelo comprimento inicial. A carga máxima “F_m” foi lida na máquina EMIC DL10000, na qual se realizou o ensaio, no instante da ruptura de cada corpo-de-prova. O limite de resistência à tração “σ_t” foi calculado dividindo-se o valor da carga máxima pela área da seção inicial do corpo-de-prova, obteve-se ainda a resistência média “f_tm” e a resistência ao escoamento média “f_ym”. Utilizou-se um clip gage para medir a deformação de cada corpo-de-prova de forma mais precisa. As figuras a seguir mostram um dos corpos-de-prova sendo ensaiado.

Corpo-de-prova de aço sendo ensaiado quanto a tração 

Corpo-de-prova de aço sendo ensaiado quanto a tração 

Os corpos-de-prova são constituídos de aço tipo CA-60 e foram ensaiados a uma velocidade de 19 kgf/s, seguindo-se as recomendações da NBR 6152: 1980. Os valores das medidas iniciais estão apresentados na tabela 1 a seguir. A partir dos dados colhidos no ensaio elaborou-se a tabela 2 com as propriedades mecânicas de ambos os diâmetros de aço utilizados. Foi apresentado apenas um gráfico para cada diâmetro ensaiado, o gráfico 1 correspondente a um fio de diâmetro 5 mm e o 2 que corresponde a um dos fios de diâmetro 4,2 mm. Porém para obtenção dos valores tabelados e cálculo das propriedades utilizaram-se todos os gráficos dos 9 corpos-de-prova ensaiados.

Dimensões iniciais dos fios de aço ensaiadas

Ensaio de determinação da resistência à tração do aço de diâmetro 5,0 mm

Ensaio de determinação da resistência à tração do aço de diâmetro 4,2 mm

Propriedades mecânicas dos fios de aço ensaiados

Sendo:

F_m: força máxima;

S₀: área da seção inicial do fio;

f_t: resistência à tração;

l₀: comprimento inicial entre marcas;

l_f: comprimento final entre as marcas;

a_e: alongamento específico.

Utilizando-se os gráficos anteriores calcula-se a resistência média à tração (f_tm) de cada um dos aços utilizados, diâmetro de 5,0 mm e de 4,2 mm, sendo estas respectivamente 730,61 MPa e 785,79 MPa. A resistência média ao escoamento ficou em torno de 690 MPa para o diâmetro de 5,00 mm e de 700 MPa para o de 4,2 mm.