ASTM A370 Métodos de ensaio e definições para ensaio mecânico em aço

O ensaio de tração é um método central para determinar as propriedades mecânicas do aço e de outros materiais. Para isso, uma amostra padronizada é ensaiada sob uma carga de tração crescente até a ruptura.

No ensaio de tração segundo a ASTM A370, são determinadas especialmente as seguintes propriedades do material:

• Módulo de elasticidadeE: Grau de resistência de um material à deformação elástica
• Limite de escoamento R_e ou R_p0,2: Deformação permanente do material, ou plastificação.
• Resistência a tração R_m: Tensão mecânica máxima de tração que o material pode suportar. Além disso, o ponto de força máxima.

Os principais valores característicos determinados são o limite de escoamento, a resistência à tração e a dewformação na ruptura. Esses valores fornecem informações sobre o comportamento do material sob carga e são essenciais para a seleção de materiais para diversas aplicações, como na indústria automobilística, na engenharia mecânica ou na aeroespacial.

A realização do ensaio de tração em temperatura ambiente é feita segundo normas internacionais padronizadas, como a ASTM E8 ou a ISO 6892-1. A amostra é submetida a uma solicitação de tração quase estática, enquanto a força e a deformação são medidas continuamente. O limite de escoamento indica o ponto em que o material começa a se deformar plasticamente, enquanto a resistência à tração representa a carga máxima que o material pode suportar. A deformação na ruptura descreve a capacidade do material de se deformar plasticamente antes da ruptura.

Além desses valores característicos medidos em temperatura ambiente, o ensaio de tração também pode ser realizado em outras variantes, como em temperaturas elevadas, conforme a ASTM E21 ou a ISO 6892-2, para examinar o comportamento dos materiais em áreas de aplicação específicas. Esses ensaios são essenciais para a garantia da qualidade de produtos de aço e ajudam a assegurar a adequação dos materiais para diferentes aplicações industriais.

As máquinas de ensaio da ZwickRoell utilizam sistemas de carga eletromecânicos e permitem um controle preciso da velocidade do ensaio.

Para o ensaio de tração, a ASTM A370 exige o uso de amostras planas ou amostras cilíndricas. A seguir, uma comparação das dimensões dos corpos de prova com a ASTM E8. A tabela a seguir mostra as dimensões padronizadas das amostras planas conforme a ASTM A370. A norma descreve três tipos diferentes de amostras, que se diferenciam pela espessura da chapa. Trata-se de corpos de prova planos de tração ('tipo chapa') feitos de chapa metálica, corpos de prova tipo placa ('tipo placa') provenientes, entre outros, de chapas grossas, e corpos de prova de pequeno formato ('amostras subdimensionadas').

Pode-se constatar que, em comparação com a ASTM E8, apenas as amostras de pequeno formato apresentam uma ligeira diferença na largura da amostra no sistema métrico. A ASTM E8 oferece ainda algumas outras geometrias de corpos de prova com diferentes comprimentos de medição, que não são mencionadas na ASTM A370.

De modo geral, pode-se afirmar que a geometria das amostras entre a ASTM A370 e a ASTM E8 (M) para corpos de prova planos e cilíndricos no ensaio de tração é muito semelhante. Existem, entretanto, diferenças — principalmente no sistema métrico — que devem ser consideradas ao utilizá-lo.

Para a realização de ensaios de tração segundo a ASTM A370, a medição precisa e a fixação estável das amostras são essenciais. Nossas garras de amostras especialmente desenvolvidos garantem uma fixação segura e confiável das amostras de aço, criando assim condições realistas de ensaios. Dessa forma, a amostra permanece estável durante todo o ensaio, sem que as propriedades mecânicas sejam afetadas.

Extensômetros de alta precisão para uma medição exata da deformação, possibilitando a determinação de valores importantes como limite de escoamento, módulo de elasticidade e alongamento na ruptura. Especialmente os extensômetros sem contato captam até as menores deformações com a mais alta precisão.

Com a ajuda de soluções inovadoras, garantimos que seus ensaios atendam aos mais altos padrões e forneçam resultados precisos e reproduzíveis. Isso contribui significativamente para a garantia da qualidade e para uma avaliação fundamentada das propriedades dos materiais de produtos de aço.

O ensaio de flexão é um método consagrado para avaliar a ductilidade do aço e de metais. Para isso, a amostra é dobrada até um ângulo definido em torno de um diâmetro interno específico. O ensaio depende de fatores como o ângulo de flexão, a seção transversal, a composição química, a resistência à tração e a dureza do aço.

Os procedimentos de ensaio seguem as normas ASTM E190 e E290. O ensaio é geralmente realizado à temperatura ambiente, sendo que a velocidade de flexão, quando suficientemente lenta (quase estática), não desempenha um papel significativo.

Outras normas para ensaios de flexão são a ISO 7438 e a ISO 8491.

Graças às modernas máquinas de ensaio da ZwickRoell e aos rigorosos controles de qualidade, fornecemos resultados confiáveis e conforme as normas para seus produtos de aço.

O ensaio de dureza mede, em geral, a resistência dos materiais à penetração de um corpo geométrico e serve como um método relativamente simples e rápido para estimar a resistência de um material. O ensaio de dureza também serve como uma aproximação da resistência à tração, pois existe uma correlação entre ambos. Especialmente em aços, essa relação é bem estudada e permite uma estimativa da resistência à tração quando um ensaio de tração direto não pode ser realizado. A ASTM A370 refere-se especificamente ao ensaio de aço.

Dependendo dos requisitos específicos, a ASTM A370 utiliza diferentes métodos de ensaio para dureza:

• Rockwell (conforme ASTM E18): Ideal para aços endurecidos, medição relativamente rápida
• Brinell (conforme ASTM E10): Adequado para metais macios a médios, impressões maiores.
• Equipamentos de medição portáteis de dureza – Flexíveis para peças grandes ou fixas.

Os resultados das medições podem ser convertidos para outras escalas de dureza ou para resistência utilizando tabelas de conversão. Na documentação, o valor de dureza medido é indicado junto com sua escala, por exemplo, 353 HBW ou 38 HRC.

Os equipamentos precisos de ensaio de dureza da ZwickRoell garantem medições confiáveis e conforme as normas para diversos produtos de aço.

O ensaio de impacto Charpy (também conforme ASTM E23) é um método dinâmico para determinar a ductilidade de um material sob carga de impacto. Para isso, uma amostra entalhada é submetida a uma carga de impacto por meio de um pêndulo de impacto. Os valores de ensaio determinados incluem, entre outros:

• A energia absorvida pela amostra – uma medida da resistência do material a cargas súbitas e da classificação entre frágil e dúctil.
• Percentual de fratura por cisalhamento – utilizado para avaliar o tipo de fratura (frágil ou dúctil)
• Expansão lateral na região entalhada – utilizada para avaliar a deformação do material

O ensaio de impacto Charpy com entalhe também é descrito em detalhes na norma ISO 148-1.

O ensaio de impacto Izod com entalhe, conforme descrito na norma ASTM E23, é apenas brevemente mencionado na norma ASTM A370 neste contexto, sem um tratamento detalhado. Não há uma explicação detalhada do método de ensaio, de sua execução ou dos requisitos específicos que devem ser observados.