Ensaio de Tração: Deformação e Resistência de Materiais

O ensaio de tração consiste em submeter um corpo de prova, geralmente um cilindro padrão, a uma força de tração axial, aumentando-a gradualmente até a sua ruptura. Este teste mede a resistência de um material a uma força estática ou aplicada lentamente. As taxas de deformação em um ensaio de tração são normalmente muito pequenas.

Curva de Deformação: O teste mede a deformação da peça entre dois pontos fixos à medida que a carga aplicada é aumentada, e os resultados são plotados em função da tensão. Em geral, esta curva apresenta quatro áreas distintas:

Deformação Elástica: Nesta área, a deformação é distribuída em toda a amostra, é de pequena magnitude e, se a carga aplicada for removida, o corpo de prova retorna à sua forma inicial. O coeficiente de proporcionalidade entre tensão e deformação é chamado de módulo de elasticidade ou módulo de Young e é uma característica do material. Assim, todos os aços têm o mesmo módulo de elasticidade, mas sua resistência pode ser muito diferente. A maior tensão alcançada nesta região é conhecida como limite de elasticidade e é o que causa o surgimento deste fenômeno. Existem duas zonas de deformação elástica: uma linear e outra curva, com o limite de proporcionalidade marcando a transição entre elas. Geralmente, este valor não tem qualquer interesse prático e, então, define-se um limite de escoamento para o qual existe uma extensão pré-definida. Este é obtido através da elaboração de uma linha paralela ao trecho proporcional (reto), com uma deformação inicial igual à convencional.

Fluência: É a deformação súbita da amostra, sem aumento da carga aplicada. O fenômeno da fluência ocorre quando impurezas ou elementos de liga bloqueiam deslocamentos na estrutura cristalina, impedindo seu mecanismo de deslizamento, o que faz com que o material se deforme plasticamente. Atingido o limite de elasticidade, os deslocamentos liberados produzem deformação acentuada. A deformação, neste caso, também é uniformemente distribuída ao longo do corpo de prova, mas concentrada nas zonas onde há deslocamentos livres. Nem todos os materiais apresentam esse fenômeno, caso em que a transição entre a deformação elástica e plástica do material não é vista claramente.

Deformação Plástica: Se a carga aplicada for removida nesta área, o corpo de prova recupera apenas parcialmente, apresentando deformações permanentes.

Estricção: Em um determinado momento do ensaio, a deformação se concentra na parte central da amostra, apresentando uma acentuada redução da seção do corpo de prova, após o qual as tensões continuam a acumular até a falha da amostra. A estricção é responsável pela diminuição da tensão na curva tensão-deformação. Materiais frágeis não sofrem deformação plástica ou estricção significativa, rompendo o corpo de prova de forma abrupta. Durante o teste, determinam-se a carga de escoamento, carga máxima e carga de ruptura.