Tecnologia dos materiais-fadiga

1.1.

Fadiga

A ASTM (American Society for Testing and Materials) define fadiga como uma progressiva, localizada e permanente alteração estrutural que ocorre em materiais submetidos a repetidos ou flutuantes deformações ou tensões nominais normalmente inferiores ao limite de escoamento do material em carregamento estático que pode culminar em trincas ou completa fratura após um número suficiente de flutuações (ASTM E 1823/96). STEPHENS et al. (2001) explicam detalhadamente o significado de palavras chaves presentes na definição de fadiga da ASTM apresentada acima. Segundo eles, a palavra, “progressiva” implica que o processo de fadiga ocorre ao longo do tempo ou uso. A falha por fadiga é catastrófica e sem aviso prévio, no entanto o mecanismo envolvido pode ser sido iniciado junto com a utilização do componente muito tempo antes da falha. Em seguida, a palavra “localizada” indica que a degradação por fadiga acontece em pontos específicos e não em todo o componente ou estrutura. A palavra “permanente” indica que, uma vez ocorrido alterações por fadiga, o processo é irreversível. A palavra “flutuante” implica que o processo de fadiga envolve tensões ou deformações cíclicas. A palavra “fratura” indica que o último estágio do processo de fadiga é a separação do componente em duas ou mais partes. Os danos por fadiga são causados pela simultânea ação de tensões cíclicas, tensões de tração e deformação plástica. A deformação plástica localizada resultante das tensões cíclicas é responsável pela nucleação de trincas e as tensões trativas pelo crescimento destas trincas até que elas atinjam um tamanho que exceda a tenacidade à fratura do material e o componente entre em colapso. Se qualquer uma das três condições não estiverem presentes o componente não irá sofrer degradação por fadiga (ASM HANDBOOK VOL. 19, 1996). BARSOM e ROLFE (1987) concordam com o conceito de fadiga descrito acima afirmando que a degradação de um componente por fadiga acontece quando este