Engenharia

Ensaio de Impacto Charpy

Por mais de um século, o teste de impacto Charpy tem sido empregado como um teste válido para avaliar a tenacidade ao impacto de um material. Na configuração original, mede-se a energia consumida para promover a fratura de um corpo de prova entalhado com uma seção transversal de 80mm2. Se a energia consumida for plotada contra a temperatura de ensaio, muitos aços apresentam pequenos valores de energia a baixas temperaturas, as quais se elevam a medida que a temperatura aumenta, em um regime de transição até atingir um “plateau” para altas temperaturas. Uma operação segura de um componente ou estrutura somente é possível se a temperatura de operação está acima do regime de transição. Portanto, define-se a temperatura de transição como sendo aquela em que o material passa de um comportamento dúctil (fratura dúctil) para um comportamento frágil (fratura frágil). Assim como existem os tipos de fratura, existem os mecanismos de fratura, isto é, dúctil e frágil, de forma que o mecanismo de fratura dúctil consome uma grande quantidade de energia (ver Figuras 1 e 2), enquanto que o mecanismo frágil consome uma pequena quantidade de energia (ver Figuras 3 e 4).

Figura 1 – Cobre comercialmente puro. Fratura e mecanismo de fratura dúcteis.

Figura 2 – Aço baixo carbono na temperatura ambiente. Fratura e mecanismo de fratura dúcteis.

Figura 3 – Latão. Fratura e mecanismo de fraturas frágeis.

Figura 4 – Aço baixo carbono a –190oC. Fratura e mecanismo de fraturas frágeis.

Figura 5 – Tipos de corpos de prova Charpy.

Figura 6 – Equipamento utilizado para a realização do ensaio de Charpy.

A Figura 7 apresenta o resultado dos ensaios de impacto Charpy em vários aços ao carbono com diferentes quantidades deste elemento.

Figura 7 – Energia consumida em função da temperatura