ASTM E8 / ASTM E8M: Teste de tração em metais
O ensaio de tração conforme ASTM E8 / ASTM E8M é um método de ensaio fundamental para determinar as características mecânicas de materiais metálicos à temperatura ambiente. Na prática, porém, frequentemente surgem resultados não reproduzíveis ou difíceis de comparar. A causa geralmente está em .detalhes da configuração do ensaio, no controle de velocidade ou na influência do operador. A ZwickRoell te ajuda a controlar sistematicamente essas fontes de erro – desde a medição da amostra até a avaliação em conformidade com as normas.
Fontes frequentes de erro Realização dos ensaios e equipamentos de ensaio Opções de automação Perguntas frequentes sobre a norma Solicitar consultoria
ASTM E8 / ASTM E8M – o essencial em resumo
- A norma ASTM E8 / ASTM E8M descreve o ensaio de tração uniaxial em metais à temperatura ambiente para determinar os limites de elasticidade e de escoamento, a resistência à tração, o alongamento na ruptura e a estricção de ruptura, servindo de base para comparação de materiais, garantia de qualidade e certificação.
- A ASTM E8 (polegadas/libras) e a ASTM E8M (unidades SI) diferem-se, entre outros aspectos, no comprimento inicial de medição para amostras cilíndricas (4D vs. 5D) – um motivo frequente para resultados não comparáveis.
- As principais causas de dispersão dos resultados muitas vezes não residem na própria máquina de ensaio, mas na preparação das amostras, na determinação da seção transversal, na medição do alongamento, no alinhamento das amostras, na escolha da velocidade de ensaio e na influência das condições ambientais.
- Especialmente no caso de ligas sensíveis à taxa de alongamento, diferentes métodos de controle da velocidade de ensaio (Método A, B ou C) podem levar a resultados significativamente divergentes. A escolha cuidadosa do método e parâmetros de ensaio consistentes são essenciais para resultados reproduzíveis.
- A norma ASTM E8 recomenda o controle da taxa de alongamento pelo Método B (closed loop), pois ele reduz amplamente as influências do sistema de ensaio, como fixação e rigidez, além de aumentar significativamente a confiabilidade e a comparabilidade dos resultados.
- A ZwickRoell oferece suporte com tecnologia de ensaio adaptada e procedimentos padronizados, com o software de ensaio testXpert — desde aplicações simples até sequências de ensaio automatizadas —, a fim de reduzir a influência do operador e realizar ensaios conforme ASTM E8 de forma eficiente e em conformidade com as normas.
ASTM E8 na prática: Fontes frequentes de erro e seus impactos nos resultados de ensaio
- A qualidade do ensaio já é determinada na fase de preparação da amostra. Desvios em relação às dimensões e tolerâncias das amostras especificadas na norma, endurecimento a frio causado por corte ou estampagem sem o respectivo acabamento, bem como danos na área de medição, podem alterar o comportamento do material e levar a resultados não comparáveis.
- Medição imprecisa da seção transversal: Todos os parâmetros de tensão se baseiam na seção transversal inicial da amostra. Um erro de medição de 1% na seção transversal inicial afeta diretamente o limite de elasticidade, a resistência à tração e outros parâmetros, podendo comprometer a validade de todo o ensaio. A precisão é fundamental.
- Alinhamento e fixação da amostra: A qualidade da aplicação da força é determinante para a validade do ensaio. Mesmo pequenos desalinhamentos na fixação, forças de fixação desiguais ou a escolha incorreta das garras de fixação levam ao deslizamento da amostra ou a fraturas na área de fixação e, consequentemente, a picos de tensão locais, fratura prematura ou maior dispersão, especialmente em amostras miniatura ou de tamanho reduzido. Uma fixação reproduzível e com baixa tensão, obtida pela escolha correta das garras e mordentes, é, portanto, um dos pré-requisitos mais importantes para resultados confiáveis, especialmente nos métodos de ensaio A e C.
- Seleção e calibração do extensômetro: Para a determinação dos limites de escoamento e alongamento é fundamental uma medição precisa do alongamento. Medições manuais após o ensaio aumentam a influência do operador. Força de pressão incorreta, posicionamento inadequado ou calibração insuficiente, bem como o uso de extensômetros de classes de calibração não aprovadas pelas normas, levam a erros sistemáticos na medição do alongamento.
- Na prática, costuma-se confundir o alongamento na ruptura (elongation at break) com o alongamento após a ruptura (elongation after break). Se valores característicos diferentes forem comparados ou interpretados incorretamente, isso pode levar a avaliações errôneas do material e a decisões de aprovação equivocadas.
- Velocidades de ensaio não padronizadas e cuidadosamente selecionadas:Os métodos de controle A, B ou C frequentemente apresentam diferenças significativas nos resultados para o limite de escoamento e o limite de alongamento, especialmente em ligas que reagem de forma sensível a alterações na taxa de alongamento. Uma seleção cuidadosa do método e parâmetros de ensaio consistentes devem ser claramente acordados entre o órgão de ensaio e o órgão de avaliação.
- Influência do operador:Os processos manuais de fixação, medição e análise aumentam a dispersão — especialmente quando há um grande volume de ensaios.
O cuidado nessas áreas ajuda a minimizar erros e a melhorar a qualidade dos dados. É exatamente aí que entram as soluções de ensaio da ZwickRoell, para executar as etapas críticas da realização dos ensaios de forma segura, precisa e reproduzível.
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Seu especialista local da ZwickRoell o auxiliará na seleção do sistema de ensaio, extensômetro, dispositivos de fixação e nível de automação – de acordo com o material, os requisitos da norma e o volume de ensaios.
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Realização do ensaio de tração conforme ASTM E8 / E8M com a ZwickRoell
Etapas críticas do ensaio e soluções de ensaio da ZwickRoell explicadas em detalhes:
Medição da seção transversal Seleção da estrutura mecânica e célula de carga Seleção das garras Velocidade de ensaio e métodos de controle Seleção do extensômetro Opções de automação
O ensaio é realizado da seguinte forma:
No ensaio de tração conforme a norma ASTM E8 / ASTM E8M, uma amostra metálica padronizada é submetida a uma carga uniaxial até a ruptura. A norma ASTM E8 descreve tanto os requisitos relativos à geometria das amostras quanto às velocidades de ensaio, aos métodos de controle e à medição da deformação.
- O ensaio de tração começa com a preparação, em conformidade com a norma, e a medição exata da seção transversal inicial da amostra.
- Em seguida, a amostra é fixada em dispositivos de fixação adequados e alinhada centralmente.
- Durante a aplicação da carga, a força e o alongamento são registrados continuamente. Dependendo do método de controle selecionado, o controle é feito por taxa de tensão (Método A), taxa de alongamento (Método B) ou velocidade da travessa móvel (Método C). Após atingir os limites de alongamento ou de escoamento, a velocidade de ensaio pode ser aumentada de acordo com a norma.
- A partir do ensaio, são determinados parâmetros como limite de escoamento, limite de alongamento, resistência à tração, alongamento na ruptura e estricção na ruptura. Para a determinação da estricção na ruptura, a seção transversal no ponto de ruptura também pode ser medida.
Medição da seção transversal
A medição da seção transversal já é determinante para a precisão de todos os parâmetros relacionados à tensão. Com os sistemas de medição CMU30 e CMU80, é possível medir automaticamente a área da seção transversal, tanto no sentido da espessura quanto no sentido da largura, com resolução submicrométrica e precisão extremamente alta. Os valores medidos são transferidos diretamente para o software de ensaio testXpert, o que elimina erros de transferência e influências do operador.
Seleção da estrutura mecânica e célula de carga
A escolha da máquina de ensaio costuma se limitar à faixa máxima de força necessária. Na prática, porém, é a combinação correta entre estrutura mecânica (), , e que determina se os ensaios podem ser realizados de forma eficiente e reproduzível. O processo de seleção começa, portanto, com a faixa de força esperada para as amostras. Com base nisso, são selecionados a estrutura mecânica adequada, os dispositivos de fixação apropriados e a célula de medição de força ideal.
Uma vantagem do conceito de sistema de ensaio modular da ZwickRoell é que praticamente qualquer extensômetro pode ser combinado com praticamente qualquer estrutura mecânica. Dessa forma, o sistema de ensaio pode ser adaptado com flexibilidade a diferentes materiais, geometrias de amostras e requisitos normativos. Ao mesmo tempo, todas as células de carga são calibradas com uma precisão de até 0,2% de sua força nominal. Assim, por exemplo, um transdutor de força de 100 kN pode realizar medições precisas mesmo com uma força de ensaio de apenas 200 N. Isso permite que tanto amostras pequenas quanto grandes sejam ensaiadas na mesma máquina de ensaio em conformidade com as normas, sem comprometer a precisão da medição.
Fixação e alinhamento da amostra
Ao fixar a amostra, é fundamental evitar flexão, pré-tensão e deslizamento.
Para o ensaio padrão de metais segundo o Método A (velocidade de tensão), os dispositivos de fixação com cunha são uma opção viável e a solução mais econômica do portfólio. Para o Método B, de acordo com a norma ASTM E8/E8M, recomenda-se, no entanto, o uso de dispositivos de fixação com o princípio de cunhaou garras com fechamento paralelo, a fim de obter os resultados de ensaio mais confiáveis e reproduzíveis.
Com nosso laboratório de tecnologia de aplicação e os Centros Xperience em todo o mundo, você conta com o apoio de especialistas que, por meio de consultoria personalizada, demonstrações no local e online, encontrarão a solução adequada para sua tarefa de ensaio específica.
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Velocidade de ensaio e seleção do método de controle
A velocidade de ensaio tem influência direta nos parâmetros do material determinados. Especialmente em materiais sensíveis à taxa de alongamento, velocidades diferentes podem levar a limites de alongamento, valores de alongamento e resistência divergentes. A norma ASTM E8 / ASTM E8M descreve três métodos de controle para esse fim (mais informações sobre os métodos de controle e sua adequação nas Perguntas Frequentes):
- o controle da taxa de tensão (Método A)
- o controle da taxa de deformação (Método B)
- o controle da velocidade da travessa móvel (Método C)
Os sistemas de ensaio da ZwickRoell suportam todos os métodos de controle descritos na norma e, assim, permitem a implementação, em conformidade com a norma, dos mais diversos requisitos de ensaio.
Para o Método B, preferido pela norma, os sistemas de ensaio da ZwickRoell permitem um controle preciso da taxa de alongamento em circuito fechado (closed loop). Em combinação com extensômetros ópticos ou de contato, a taxa de alongamento real é monitorada continuamente e reajustada automaticamente. Embora a norma permita tolerâncias relativamente amplas de +/- 20% na velocidade de alongamento (para uma taxa de alongamento definida pela ASTM E8 de 0,015 ± 0,006 pol./pol./ min ou mm/mm/min), os sistemas da ZwickRoell atingem tipicamente uma precisão de 3% ou melhor. Isso aumenta a reprodutibilidade dos resultados e garante que a velocidade de ensaio selecionada seja mantida de forma confiável, mesmo com materiais diferentes.
No software de ensaios testXpert a velocidade de deformação é rastreável em qualquer momento.
- A linha vermelha (1) indica a faixa de tolerância da norma ASTM E8 (40% da velocidade ajustada).
- A linha verde tracejada indica a faixa de tolerância mais estreita de 5%, a qual nos sistemas de ensaio da ZwickRoell é referência, para ficar no lado seguro mesmo em caso de eventos imprevistos. Uma boa regulagem da taxa de deformação é caracterizada por (2) pequenas oscilações iniciais e (3) pela regulagem da velocidade estável. O pré-requisito para tal é um regulador adaptador.
Seleção do extensômetro
A medição da deformação é um dos fatores determinantes no ensaio de tração conforme a norma ASTM E8 / ASTM E8M. A norma permite diferentes métodos para a determinação do alongamento – desde a medição manual do alongamento de ruptura após o ensaio, passando por extensômetros de contato (extensômetros clip-on ou makroXtens), até Extensômetro (idealmente com uma solução sem marcação, como o videoXtens), que registram o alongamento sem contato durante todo o ensaio.
- A determinação manual do alongamento de ruptura após o ensaio está associada a uma influência relativamente grande do operador. Mesmo pequenos desvios ao unir os fragmentos ou ao ler o comprimento medido podem influenciar o resultado.
- Os extensômetros de contato fornecem valores precisos de alongamento durante o ensaio, mas precisam ser posicionados corretamente pelo operador e podem exigir um esforço adicional, especialmente no caso de amostras delicadas ou pequenas.
A solução preferida da ZwickRoell são os extensômetros ópticos. Eles registram o alongamento sem contato e independentemente do operador, diretamente na amostra.
- Dessa forma, o comprimento e a posição de medição são sempre definidos de maneira inequívoca e são reproduzíveis.
- Ao mesmo tempo, os extensômetros ópticos facilitam o controle da taxa de alongamento conforme o Método B da norma ASTM E8, uma vez que o alongamento é registrado de forma contínua e com alta precisão.
- Outra vantagem é que a distribuição do alongamento por toda a amostra pode ser registrada. Isso permite que análises adicionais sejam realizadas mesmo após a conclusão do ensaio. Em muitos casos, além disso, é possível dispensar a determinação manual do alongamento de ruptura, eliminando assim mais uma fonte potencial de erro. Isso reduz a influência do operador, aumenta a comparabilidade dos resultados e simplifica o fluxo de trabalho no dia a dia do laboratório.
Vídeo: Realização do ensaio ASTM E8 com a ZwickRoell
Demonstração do ensaio de tração em materiais metálicos de acordo com as normas ASTM E8 e ISO 6892-1:
- “Método B: controle da taxa de alongamento em circuito fechado” (corresponde ao Método A1 da ISO 6892-1) com a máquina de ensaio universal AllroundLine da ZwickRoell, o extensômetro de contato makroXtens e o extensômetro sem contato videoXtens, incluindo medição da amostra e análise dos resultados do ensaio com testXpert
- “Método C: velocidade da travessa em circuito aberto” (corresponde ao Método A2 da ISO 6892-1) com a máquina de ensaio universal ProLine e o extensômetro clip-on
Opções de automação conforme ASTM E8
Atualmente, as modernas máquinas de ensaio de materiais atingem um nível de precisão muito elevado. Por isso, em muitos laboratórios, a maior causa da dispersão dos resultados não é mais a própria máquina de ensaio, mas a intervenção manual durante o processo de ensaio. Mesmo pequenos desvios na identificação da amostra, na determinação da seção transversal, no alinhamento da amostra ou na fixação podem comprometer a comparabilidade dos resultados.
Especialmente quando há um grande número de amostras ou quando os dados de ensaio são incorporados em circuitos de controle de qualidade, monitoramento de processos ou análises baseadas em IA, os processos padronizados e reproduzíveis são fundamentais. Os sistemas de ensaio automatizados reduzem esses fatores de influência e garantem a máxima reprodutibilidade de todas as etapas do ensaio.
Você está pensando em automatizar os ensaios em metais?
Para isso, a ZwickRoell oferece uma ampla gama de soluções de automação – desde amostras micro e reduzidas de acordo com a norma ASTM E8, passando por amostras padrão de chapas, até sistemas automatizados de ensaio de alta carga para chapas grossas com cargas de ensaio de até 5 MN. Além de proporcionar maior reprodutibilidade dos resultados, a automação também melhora a segurança no trabalho — especialmente no caso de amostras pesadas — e alivia a carga de trabalho da equipe do laboratório.
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Ensaios eficientes e seguros conforme ASTM E8 com o software de ensaios testXpert
Com o testXpert, você aumentará a eficiência para ensaios conforme ASTM E8. E o testXpert fornece resultados confiáveis, a base para decisões confiáveis.
- Não importa o método escolhido, o procedimento de ensaio já inclui todos os parâmetros da ASTM E8 , 100% em conformidade com a norma. Em um layout preparado, é possível visualizar a taxa de deformação real obtida dentro das tolerâncias especificadas pela norma.
- Evite pré-ensaios e cálculos manuais para a velocidade de deformação conforme ASTM E8. O testXpert assume o ajuste automático de todos os parâmetros de controle. As posições-alvo e os valores de deformação são alcançados com exatidão. Alterações nas propriedades da amostra são compensadas em tempo real.
- O testXpert garante resultados de ensaio repetíveis por meio de condições de ensaio exatamente idênticas através da configuração pré-definida da máquina.
- Para resultados de ensaio reprodutíveis, a influência do operador é reduzida a um mínimo, por exemplo, por meio do gerenciamento de usuários.
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Áreas típicas de aplicação da ASTM E8/ ASTM E8M
A ASTM E8/E8M é uma das normas mais importantes do mundo para a caracterização de materiais metálicos e destina-se a fabricantes, processadores, usuários e laboratórios de ensaio que necessitam de um ensaio de tração padronizado de metais à temperatura ambiente para qualificação de materiais, controle de qualidade, certificação e dimensionamento técnico:
- Qualificação de novas ligas metálicas
- Controle de qualidade na produção de metais
- Inspeção de recebimento de produtos semi-acabados
- Testes de aprovação em aplicações aeroespaciais
- Desenvolvimento e pesquisa de materiais
- Comprovação de propriedades mecânicas para clientes e organismos de certificação
- Análises comparativas entre lotes ou processos de fabricação
- Monitoramento de processos na produção em série
Perguntas frequentes quanto à norma ASTM E8
A referida ASTM inclui em verdade duas normas, por esse motivo é necessário distinguir a ASTM E8 da ASTM E8M. Enquanto a ASTM E8 refere-se às unidades de medida ”inch“ e ”pound“, na ASTM E8M unidades SI são utilizadas. Isso faz com que os valores característicos determinados de acordo com um dos sistemas de unidades não são exatamente iguais aos determinados com o outro sistema de unidades. Na prática, porém, isso geralmente não representa um problema, pois não há alternância entre as unidades durante a determinação e a comparação dos parâmetros.
Contudo, nesse contexto é importante observar que o comprimento de medição inicial em amostras cilíndricaspara a determinação das deformações refere-se na ASTM E8 a 4D, ou seja, a 4 vezes o seu diâmetro, enquanto ele refere-se na ASTM E8M a 5D, ou seja, a 5 vezes seu diâmetro. No caso de trocas involuntárias ou também em caso de não observância, isso pode levar a valores característicos que não são mais comparáveis entre si.
- Diferentes métodos de ensaio e definições:Embora ambas as normas ensaiem o mesmo material, os parâmetros característicos (por exemplo, alongamento ou limite de escoamento) são definidos e avaliados de maneira diferente – a comparabilidade direta é, portanto, limitada.
- Velocidades de ensaio divergentes: A ISO 6892-1 especifica velocidades de ensaio de forma precisa e em função do material, enquanto a ASTM E8 permite tolerâncias maiores — o que pode influenciar os resultados de forma mensurável.
- Diferentes métodos de controle e denominações: A classificação dos tipos de controle (por exemplo, o controle de taxa de alongamento em circuito fechado é designado como Método B na ASTM E8 e como Método A1 na ISO 6892-1) recebe nomes diferentes entre a ISO e a ASTM, o que frequentemente leva a confusões.
- Diferenças na metodologia de amostragem e medição:Apesar das geometrias das amostras estarem parcialmente harmonizadas, há diferenças nos detalhes relativos a dimensões, incertezas de medição e medição da seção transversal.
- Determinação divergente dos valores de alongamento: A determinação do alongamento uniforme e do alongamento de ruptura é realizada por meio de procedimentos diferentes, o que leva a resultados divergentes, especialmente em materiais dúcteis.
- Definições diferentes dos resultados: Termos como resistência à tração (Rm vs. TS) ou valores de alongamento não são metodologicamente idênticos, mesmo que pareçam semelhantes.
Resumo: As normas ISO 6892-1 e ASTM E8 estão amplamente harmonizadas, mas não são idênticas — mesmo pequenas diferenças na metodologia e na avaliação podem levar a resultados de ensaio significativamente divergentes.
Você encontra mais informações em nossa postagem no blog “ASTM E8 vs. ISO 6892-1” ou no webinar gravado.
Resumidamente, a diferença é a seguinte:
- Elongation at break = Alongamento na ruptura
Trata-se do alongamento exatamente no momento em que a amostra se rompe. Portanto, ele é registrado durante o ensaio, normalmente com um extensômetro ou um sistema de medição óptico. - Alongamento após a ruptura = alongamento após a ruptura
Trata-se do alongamento determinado após a ruptura, reunindo os fragmentos da amostra e medindo o aumento do comprimento de medição de forma manual ou óptica.
Por que essa distinção é importante?
A distinção no contexto normativo da norma ASTM E8 / E8M é importante porque o alongamento após a ruptura pode depender mais da influência do operador e da medição manual correta, enquanto o alongamento na ruptura depende mais do sistema de medição utilizado durante o ensaio. Os valores, portanto, não são automaticamente idênticos, especialmente em casos de estricção local, posição da ruptura, realinhamento manual ou métodos de medição diferentes.
Os formatos das amostras para ensaios de tração são muito variados. A ASTM E8 / ASTM E8M lista amostras planas padrão para chapas metálicas e chapas finas, para produtos tubulares de grande diâmetro, para garras especiais assim como amostras cilíndricas padrão para outros produtos metálicos e especifica os respectivos comprimentos de medição inicial aos quais todos os valores de deformação se referem. Com poucas exceções, todas as dimensões necessárias para a fabricação das amostras são definidas ou são indicadas medidas mínimas (consulte o Capítulo 6, “Test Specimens”, da norma ASTM E8/E8M-25).
Para a preparação das amostras são fornecidas informações importantes as quais asseguram que a retirada da amostra não cause influências sobre o produto e na fabricação da amostra subsequente influências sobre o material as quais poderiam comprometer os resultados da ensaio de tração. Todas as regiões as quais durante a fabricação das amostras foram submetidas à têmpera a frio por meio de corte ou estampagem deverão ser devidamente usinadas quando comprometem as características. Produtos com seção transversal constante (perfis, varas, arames, etc.) assim como amostras fundidas (por ex. ferro fundido, ligas não ferrosas) podem ser testados sem usinagem.
Amostras planas padrão conforme ASTM E8/E8M
| Corpo de prova / Material | Espessura da chapa | Modo de medição | ASTM E8 | |
|---|---|---|---|---|
| Amostra plana de tração “Sheet Type”* Chapas, placas, fios planos, fitas, retângulos e perfis | 0,13 mm a 19 mm [0,005 pol. a 0,750 pol.] | Comprimento inicial de medição G (Gauge length) | 50 mm [2,0 pol.] |  |
| Largura W (Width) | 12,5 mm [0,5 pol.] | |||
| Amostra de chapa grossa “Plate Type” Chapas, perfis e materiais planos | mín. 5 mm [0,188 pol.] | Comprimento inicial de medição G (Gauge length) | 200 mm [8,0 pol.] | |
| Largura W (Width) | 40 mm [1,5 pol.] | |||
| Amostra de “pequeno formato” | máx. 6 mm [0,250 pol.] | Comprimento inicial de medição G (Gauge length) | 25 mm [1,0 pol.] | |
| Largura W (Width) | 6,0 mm [0,25 pol.] |
* para materiais com espessura de até 0,15 mm [0,0059 pol.], deve-se aplicar a norma * Podem ser utilizadas amostras de tração para carga por pino (Pin-Loaded).Para evitar a deformação em ensaios com materiais finos e de alta resistência, pode ser necessário utilizar placas de reforço nas extremidades das garras de fixação. (cf. Fig. 8, Capítulo 6.3 Sheet Type Specimen ASTM E8/E8M-25)
Amostras cilíndricas padrão conforme ASTM E8 e E8M
| Amostras | Método de medição | ASTM E8 (4x o diâmetro) | ASTM E8M (5x o diâmetro) | |
|---|---|---|---|---|
| Corpo de prova padrão “Amostra 1” | Comprimento inicial de medição G (Gauge length) | 50,0 mm [2.000 pol.] | 62,5 mm [2.500 pol.] |  |
| Diâmetro D (Diameter) | 12,5 mm [0.500 pol.] | |||
| Raio de transição R, mín. (fillet radius) | 10,0 mm [0.375 pol.] | |||
| Comprimento paralelo A (comprimento da seção reduzida) | 56,0 mm [2,25 pol.] | 75,0 mm [3,0 pol.] | ||
| Amostra de tamanho reduzido proporcional à amostra padrão | ||||
| “Amostra 2” | Comprimento inicial de medição G (Gauge length) | 36,0 mm [1,400] | 45,0 mm [1.750 pol.] | |
| Raio de transição R, mín. (fillet radius) | 8,0 mm [0,25 pol.] | |||
| Diâmetro D (Diameter) | 9,0 mm [0.350 pol.] | |||
| Comprimento paralelo A (comprimento da seção reduzida) | 45,0 mm [1,75 pol.] | 54,0 mm [2,0 pol.] | ||
| "Amostra 3” | Comprimento de medição (G) | 24,0 mm [1.000 pol.] | 30,0 mm [1.250 pol.] | |
| Diâmetro D (Diameter) | 6,0 mm [0.250 pol.] | |||
| Raio de transição R, mín. (fillet radius) | 6,0 mm [0.188 pol.] | |||
| Comprimento paralelo A (comprimento da seção reduzida) | 30,0 mm [1,25 pol.] | 36,0 mm [1,4 pol.] | ||
| "Amostra 4” | Comprimento de medição (G) | 16,0 mm [0.640 pol.] | 20,0 mm [0.800 pol.] | |
| Diâmetro D (Diameter) | 4,0 mm [0.160 pol.] | |||
| Raio de transição R, mín. (fillet radius) | 4,0 mm [0.156 pol.] | |||
| Comprimento paralelo A (comprimento da seção reduzida) | 20,0 mm [0,75 pol.] | 24,0 mm [1,0 pol.] | ||
| “Amostra 5” | Comprimento de medição (G) | 10,0 mm [0.450 pol.] | 12,5 mm [0.565 pol.] | |
| Diâmetro D (Diameter) | 2,5 mm [0.113 pol.] | |||
| Raio de transição R, mín. (fillet radius) | 2,0 mm [0.094 pol.] | |||
| Comprimento paralelo A (comprimento da seção reduzida) | 16,0 mm [0.625 pol.] | 20,0 mm [0,75 pol.] | ||
Atenção especial é dada à velocidade de ensaio. A ASTM E8 e a ASTM E8M admitem cinco tipos diferentes de definição de velocidades de ensaio. Eles são chamados de
- Taxa de deformação ou velocidade de deformação na amostra
- Taxa de tensão ou aumento de tensão na amostra
- Velocidade da travessa móvel
- Tempo decorrido até o final de uma etapa do ensaio ou do ensaio completo
- Velocidade livre da travessa móvel, ou seja, a indicação da velocidade sem carga sobre a travessa móvel.
Para a determinação dos assim chamados “Yield Properties“, ou seja, limite de escoamento, extensão dos limites de escoamento e limites de elasticidade, de forma geral todos os valores característicos relacionados à modificação do comportamento do material de elástico para plástico, é importante definir o controle adequado da velocidade de ensaio. No caso de materiais metálicos os valores característicos podem depender significativamente da velocidade de ensaio efetiva, por esse motivo as velocidades de ensaio devem ser mantidas dentro das tolerâncias indicadas. A ASTM E8 e a ASTM E8M atendem a esse requisito por meio de três diferentes métodos de regulagem. Eles são designados Método A, B e C.
Método de regulagem B:
Método recomendado | Método de regulagem C:
| Método de regulagem A:
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O Método C se baseia na velocidade constante do cabeçote transversal ou da velocidade da travessa.
- A velocidade da travessa deve ser ajustada e mantida constante de modo que o comprimento paralelo inicial da amostra sofre uma deformação de 0,015 ± 0,003 in./in./min ou mm/mm/min.
- O Método C é recomendado quando o material não sofre deformação contínua.
- O método C é destinado a máquinas sem controles digitais ou sistemas de acionamento de alta qualidade, mas não é mais considerado o estado da técnica.
O Método A se baseia no aumento da tensão de tração durante a exposição à carga.
É fundamental que, neste caso, não se trate de um ensaio controlado por força. Em vez disso, a máquina de ensaio deve ser operada com uma velocidade constante da travessa móvel ou do atuador, que gere uma taxa de tensão definida na amostra (por exemplo, 11 MPa/s). Como a formulação na norma é, em parte, ambígua, esse requisito é ocasionalmente interpretado de forma errada. Em particular, presume-se erroneamente que seja necessário um controle de força. No entanto, a aplicação desse tipo de controle de força pode levar a resultados de ensaio consideravelmente distorcidos e inutilizáveis.
- Na parte elástica linear do ensaio de tração, ou seja, bem no começo do ensaio, aumentos de tensão na faixa de 1,15 e 11,5 MPa/seg. devem ser alcançados (isso corresponde a 10000 e 100000 psi/min, respectivamente).
- Contudo, a ASTM E8 respectivamente a ASTM E8M destacam claramente que estas indicações e o método não significam que o aumento de tensão deve ser mantido constante até o comportamento plástico ou que o controle do aumento de força na malha fechada pode ser aplicado para além da faixa elástica linear.
- Na prática, o Método A é utilizado para metais padrão com comportamento elástico relativamente estável, como, por exemplo, aços de construção, aços de tratamento térmico ou muitos metais não ferrosos, quando não há disponível uma configuração de ensaio com controle de alongamento. No entanto, o ajuste correto requer experiência e um bom conhecimento da rigidez do sistema.
O Método B se baseia na regulagem da velocidade de deformação ou da taxa de deformação (regulagem da taxa de deformação) durante a exposição à carga.
- A máquina para ensaios de materiais mantém constante a taxa de deformação ou a velocidade de deformação na malha fechada “closed loop“, sendo que um extensômetro fornece continuamente valores de deformação os quais são utilizados para o cálculo exato da velocidade de deformação.
- A taxa de deformação é fixada pela norma em 0,015 ± 0,006 in./in./min ou mm/mm/min, o que corresponde à tolerância de 40% para o ajuste da velocidade de deformação.
- Ela é considerada o método preferencial para praticamente todos os materiais metálicos, especialmente aços de alta resistência, ligas de alumínio, ligas de titânio, ligas à base de níquel, bem como materiais sensíveis à taxa de deformação.
Com a regulagem de taxa de deformação a confiabilidade dos resultados aumenta e resultados de ensaio comparáveis são obtidos. Isso porque os valores característicos dos materiais metálicos dependem fortemente da taxa de deformação ou da velocidade de deformação. Quanto maior a taxa de deformação, maiores são, em regra, os valores de resistência. Além disso, ligas e outras características do produto também influenciam a dependência em relação à taxa de deformação.
O controle da taxa de deformação em circuito fechado (“closed loop”) oferece vantagens específicas, para as quais é utilizado um controlador adaptativo a fim de manter automaticamente a velocidade de deformação correta:
- Economia de tempo: O sistema ajusta automaticamente a taxa de deformação correta, totalmente sem intervenção do usuário.
- Simplesmente seguro: Dessa forma também se eliminam erros de ajuste.
- Exatidão: O regulador adaptador impede ultrapassagens da taxa de deformação, a mantém constante e claramente dentro da tolerância de modo que a taxa de deformação fica dentro dos limites de tolerância mesmo no caso de acontecimentos imprevistos.
Este método pressupõe um sistema de ensaio conciliado quanto à tecnologia de regulagem, mas simplifica significativamente a operação de ensaio.
