Nbr 6152 ensaio de tração

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MAIO 2002 Projeto NBR 6152

Materiais metálicos – Ensaio de traçãoà temperatura ambiente

ABNT/CB-04 – Comitê Brasileiro de Máquinas e Equipamentos MecânicosCE-04:005.15 – Comissão de Estudo de Ensaios Mecânicos EstáticosISO 6892 – Metallic Materials – Tensile testing at ambient temperatureDescriptor: metal products, metals, tests, mechanical tests, tension tests,determination, elongation, extensions, test specimensEsta Norma cancela e substitui a NBR 6152:1992

Palavra(s)-chave: Materiais metálicos, metalurgia, ensaios,ensaios mecânicos, ensaios de tração,determinação, alongamento, força,resistência a tração

2 páginas

Sumário

Prefácio

1 Objetivo2 Referências normativas3 Princípios4 Definições5 Símbolos e designações6 Corpo de prova7 Determinação da área da seção transversal original (So)8 Marcação do comprimento de medida original (Lo)9 Incerteza dos instrumentos de ensaio10 Condições de ensaio11 Determinação do alongamento percentual após a ruptura (A)12 Determinação do alongamento percentual total sob força máxima13 Determinação da tensão limite convencional de alongamento não-proporcional (Rp)14 Determinação da tensão limite convencional total (Rt)15 Método de verific\ação da tensão limite convencional de alongamento especificado (Rr)16 Determinação da redução percentual de área (Z)17 Incerteza dos resultados18 Relatório de ensaio

Anexo A (normativo) – Tipos de corpos de prova a serem usados para produtos finos: folhas, tiras e chapas comespessura entre 0,1 mm e 3 mm.

Anexo B (normativo) – Tipos de corpos de prova a serem usados para fios, barras e perfis com diâmetro ou espessuramenores que 4 mm.

Anexo C (normativo) – Tipos de corpos de prova a serem usados para folhas e chapas com espessura maior ou igual a 3mm e fios, barras e perfis com diâmetro ou espessura iguais ou maiores que 4 mm.

Anexo D (normativo) - Tipos de corpos de prova a serem usados no caso de tubos.

Anexo E (informativo) - Precauções a serem tomadas na medição de alongamento percentual após a ruptura, quando ovalor especificado for menor que 5%.

Projeto NBR 6152:19922

Anexo F (informativo) - Nomograma para o cálculo do comprimento de medida de corpos de prova de seção transversalretangular.

Anexo G (informativo) - Medida do alongamento percentual após a ruptura baseada na subdivisão do comprimento demedida original.

Anexo H (informativo) - Método manual para a determinação do alongamento percentual total à força máxima paraprodutos longos como barras, fios.

Anexo J (informativo) - Um exemplo de planilha de erros para a estimativa da incerteza de medição em ensaios de tração.

Anexo K (informativo)

Anexo L (informativo) – Bibliografia.

Prefácio

A ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas é o Fórum Nacional de Normalização. As Normas Brasileiras, cujoconteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB) e dos Organismos de Normalização Setorial (ONS),são elaboradas por Comissões de Estudo (CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delas fazendo parte:produtores, consumidores e neutros (universidades, laboratórios e outros).

Os Projetos de Norma Brasileira, elaborados no âmbito dos ABNT/CB e ONS, circulam para Consulta Pública entre osassociados da ABNT e demais interessados.

1 Objetivo

Esta norma especifica o método de ensaio de tração em materiais metálicos e define as propriedades mecânicas quepodem ser determinadas à temperatura ambiente.

2 Referências normativas

As normas relacionadas a seguir contêm disposições que, ao serem citadas neste texto, constituem prescrições para estaNorma. As edições indicadas estavam em vigor no momento desta publicação. Como toda norma está sujeita a revisão,recomenda-se àqueles que realizam acordos com base nesta que verifiquem a conveniência de se usarem as ediçõesmais recentes das normas citadas a seguir. A ABNT possui a informação das normas em vigor em um dado momento.

ISO 286-2:1988 - System of limits and fits - Part 2: Tables of standard tolerance grades and limit deviations for holes andshafts.

ISO 377:1997 - Steel and steel products - Location and preparation of samples and test pieces for mechanical testing.

ISO 2566-1:1984 - Steel - Conversion of elongation values - Part 1 : Carbon and low alloy steels.

ISO 2566-2:1984 - Steel - Conversion of elongation values - Part 2 : Austenitic steels.

ISO 7500-1:1986 - Metallic materials - Verification of static uniaxial testing machines - Part 1: Tensile testing machines.

ISO 9513:1989 - Metallic materials - Verification of extensometers used in uniaxial testing.

3 Princípios

O ensaio consiste em solicitar o corpo de prova com esforço de tração, geralmente até a ruptura, com o propósito de sedeterminar uma ou mais das propriedades mecânicas definidas no item 4.

O ensaio deve ser realizado à temperatura ambiente, entre 10ºC e 35ºC, salvo se es pecificado fora desses limites. Ensaiossob condições controladas podem ser executados à temperatura de 23ºC ± 5ºC.

4 Definições

Para os fins da presente norma, são aplicadas as seguintes definições:

4.1 comprimento de medida (L): Comprimento da parte cilíndrica ou prismática do corpo de prova, cujo alongamento émedido a qualquer momento do ensaio. Em particular distingue-se entre:

4.1.1 comprimento de medida original (L0): Comprimento de medida antes da aplicação da força.

4.1.2 comprimento de medida final (Lu): Comprimento de medida após a ruptura (11.1).

4.2 comprimento paralelo (Lc): Parte paralela da seção reduzida do corpo de prova.

NOTA - O conceito de comprimento paralelo é substituído pelo conceito de distância entre garras em corpos de prova não usinados.

Projeto NBR 6152:1992 3

4.3 alongamento: Aumento no comprimento de medida original (L0) em qualquer momento da realização do ensaio.

4.4 alongamento percentual: Alongamento expresso como porcentagem do com primento de medida original (L0).

4.4.1 alongamento percentual permanente: Aumento no comprimento de medida original do corpo de prova, após aremoção da tensão especificada (4.9) expresso em porcentagem do comprimento de medida original (L0).

4.4.2 alongamento percentual após a ruptura (A): Alongamento permanente do comprimento de medida original apósa ruptura (Lu - L0), expresso como uma porcentagem do comprimento de medida original (L0).

No caso de corpo de prova proporcional, somente quando o comprimento de medida original (L0) for diferente de

0S65,5 2), onde S0 é a área da seção transversal do comprimento paralelo, o símbolo A deve ser complementado porum sufixo que indica o coeficiente de proporcionalidade usado, como por exemplo:

A11,3 = alongamento percentual do comprimento de medida (L0) de 11,3 0S .

No caso de corpo de prova não proporcional, o símbolo A deve ser complementado por um sufixo que indica ocomprimento de medida original, expresso em milímetros, como por exemplo:

A80 = alongamento percentual do comprimento de medida original (L0) de 80 mm.

4.4.3 alongamento percentual total na ruptura (At): Aumento total no comprimento de medida original do corpo deprova (alongamento elástico mais alongamento plás tico) no momento da ruptura, expresso em porcentagem docomprimento de medida original (L0).

4.4.4 alongamento percentual sob força máxima: Aumento no comprimento de medida original do corpo de prova sobforça máxima, expresso em porcentagem do comprimento de medida original (L0). Deve-se distinguir entre o alongamentototal percentual sob força máxima (Agt) e o alongamento não proporcional percentual sob força máxima (Ag) (fig. 1).

4.5 comprimento de medida extensométrico (Le): Comprimento da parte paralela do corpo de prova utilizado paramedida de alongamento por meio de extensômetro.

É recomendado que para medições de tensões de escoamento e tensões limites convencionais seja utilizado oparâmetro Le ≥ L0 / 2.

É também recomendado que para medições de parâmetros “sob” ou “após” a força máxima, Le, seja aproximadamenteigual à L0.

4.6 alongamento extensométrico: Aumento do comprimento de medida extensométrico (Le) em qualquer momento darealização do ensaio.

4.6.1 alongamento extensométrico percentual: Aumento do comprimento de medida extensométrico, após a remoção,do corpo de prova, de uma tensão especificada, expresso em percentagem do com primento de medida extensométrico(Le).

4.6.2 alongamento percentual no ponto de escoamento (Ae): Alongamento extensométrico entre o início doescoamento e o início da deformação homogênea de encruamento. É expresso como uma porcentagem do comprimentoextensométrico (Le).

4.7 redução percentual da área (Z): Máxima mudança na área da seção transversal, que pode ter ocorrido durante oensaio (S0 - Su) , expressa como porcentagem da área da seção transversal original (S0).

4.8 força máxima (Fm): Maior força que o corpo de prova suporta durante o ensaio, uma vez ultrapassado o ponto deescoamento. Para materiais sem ponto de es coamento, é o valor máximo durante o ensaio.

4.9 tensão: Força dividida pela área da seção transversal original (So) do corpo de prova, em qualquer momento doensaio.

4.9.1 resistência à tração (Rm): Tensão correspondente à força máxima (Fm).

4.9.2 tensão de escoamento: Quando durante o ensaio o material metálico apresentar o fenômeno de escoamento, adeformação plástica ocorre sem nenhum incremento de força. Deve-se distinguir:

4.9.2.1 tensão de escoamento superior (ReH): Valor da tensão no instante em que o primeiro decréscimo deforça é observado (fig. 2).

4.9.2.2 tensão de escoamento inferior (ReL): Menor valor da tensão durante o es coamento plástico, desconsiderando-se qualquer efeito transitório inicial (fig. 2).

4.9.3 tensão convencional de alongamento não-proporcional (Rp): Tensão para a qual o alongamento nãoproporcional é igual a uma porcentagem especificada do comprimento de medida extensométrico (Le) (fig. 3). O símbolousado deve ser seguido de um sufixo dando a porcentagem pres crita, por exemplo: Rp0,2.


4.9.4 tensão convencional de alongamento total (Rt): Tensão para a qual o alongamento total (alongamento elásticomais alongamento plástico) é igual a uma porcentagem especificada do comprimento de medida extensométrico (Le) (fig.4). O símbolo usado deve ser seguido de sufixo que indica a porcentagem prescrita do com primento de medidaextensométrico, por exemplo: Rt0,5.

4.9.5 tensão convencional de alongamento especificado (Rr): Tensão na qual, após removida a força, umalongamento percentual permanente ou um alongamento extensométrico, expressos respectivamente como porcentagemdo comprimento de medida original (Lo) ou comprimento de medida extensométrico (Le), não foi excedido (fig. 5).

O símbolo usado deve ser seguido por um sufixo dando a porcentagem especificada do comprimento de medida original(L0) ou comprimento de medida extensométrico (Le), por exemplo: Rr0,2.

5 Símbolos e designações

Símbolos e designações correspondentes são dados na tabela 1.

6 Corpo de Prova

6.1 Forma e dimensões

6.1.1 Geral

A forma e dimensões dos corpos de prova dependem da forma e dimensões dos produtos metálicos dos quais os corposde prova são retirados.

O corpo de prova é, usualmente, obtido pela usinagem de uma amostra do produto ou obtida por forjamento ou fundição.Entretanto, produtos de seção constante (barras, fios, etc.) e também corpos de prova fundidos (ferro fundido maleável,ferro fundido branco, ligas não ferrosas) podem ser ensaiados sem serem usinados.

A seção transversal do corpo de prova pode ser circular, quadrada, retangular, anelar ou, em casos especiais, de algumaoutra forma.

São chamados corpos de prova porporcionais aqueles que têm o comprimento de medida original, relacionado à área da

seção transversal através da equação 00 SkL = , sendo o valor internacionalmente adotado para k de 5,65.

O comprimento de medida original não deve ser menor que 20 mm. Quando a área da seção transversal do corpo de provafor muito pequena para que o comprimento de medida original seja determinado comk = 5,65 um valor maior (preferivelmente 11,3) ou um corpo de prova não proporcional pode ser usado.

Em caso de corpos de prova não proporcionais, o comprimento de medida original (L0) utilizado é independente da área daseção transversal original (S0).

As tolerâncias dimensionais dos corpos de prova devem estar de acordo com os anexos apropriados (6.2)


Tabela 1 – Símbolos e designações

Número dereferência (1)

SímboloUnidade Designação

Corpo de prova

1 a (2) mm- Espessura de um corpo de prova plano ou espessura da

parede de um tubo

2 b mm- Largura do comprimento paralelo do corpo de prova plano ou

largura média da tira longitudinal tomada a partir de um tuboou da largura de um fio chato

3 d mm- Diâmetro do comprimento paralelo do corpo de prova

cilíndrico, de fio circular ou diâmetro interno de um tubo

4 D mm - Diâmetro externo de um tubo

5 L0 mm - Comprimento de medida original

- L'0 mm - Comprimento de medida inicial para determinação de Ag

6 Lc mm - Comprimento paralelo

- Le mm - Comprimento de medida extensométrico

7 Lt mm - Comprimento total do corpo de prova

8 Lu mm - Comprimento de medida final após ruptura

- L'u mm - Comprimento de medida final para determinação de Ag

9 S0 mm2 - Área da seção transversal original do comprimento paralelo

10 Su mm2 - Área da menor seção transversal após a ruptura

- k - - Coeficiente de proporcionalidade

11 Z %

- Redução percentual da área:

100S

SS

0

f0 ×−

12 - - - Extremidades do corpo de prova

(continua)


Tabela 1 (conclusão)

Número dereferência (1)

SímboloUnidade Designação

Alongamento

13 - mm - Alongamento após a ruptura: Lu - Lo

14 A (3) %

- Alongamento percentual após ruptura:

100L

LL

0

0f ×−

15 Ae % - Alongamento percentual no ponto de escoamento

- ∆Lm mm - Alongamento extensométrico sob força máxima

16 Ag %- Alongamento não-proporcional percentual sob força máxima

Fm

17 Agt % - Alongamento total percentual sob força máxima Fm

18 At % - Alongamento percentual total na ruptura

19 - % - Alongamento especificado não proporcional

20 - % - Alongamento percentual total

21 - %- Alongamento especificado

Força

22 Fm N- Força máxima

Tensão de escoamento – Tensão convencional –Resistência à tração

23 ReH N/mm2 - Tensão de escoamento superior (4)

24 ReL N/mm2 - Tensão de escoamento inferior

25 Rm N/mm2 - Resistência à tração

Tensão de escoamento - Tensão convencional -Resistência à tração

26 Rp N/mm2 - Tensão convencional de alongamento não-proporcional

27 Rr N/mm2 - Tensão convencional de alongamento especificado

28 Rt N/mm2 - Tensão convencional de alongamento total

- E N/mm2 - Módulo de elasticidade

(1) Ver figuras 1 a 13(2) No caso de tubos, também é utilizado o símbolo T(3) Ver 4.4.2(4) 1 N/mm2 = 1 MPa


6.1.2 Corpos de prova usinados

Corpos de prova usinados devem ter curva de concordância entre as extremidades e o comprimento paralelo, se estestiverem dimensões diferentes. As dimensões dos raios de concordância podem ser importantes e recomenda-se que sejamdefinidas nas es pecificações do material, se as mesmas não forem dadas no anexo apropriado (6.2).

As extremidades do corpo de prova podem ser de qualquer forma, desde que sejam compatíveis com os dispositivos defixação da máquina de ensaio. O eixo do corpo de prova deve coincidir ou ser paralelo ao eixo de aplicação da força.

O comprimento paralelo (Lc) ou, em casos onde o corpo de prova não tem curva de concordância, o comprimento livreentre os dispositivos de fixação, deve ser sempre maior do que o comprimento de medida original (L0).

6.1.3 Corpos de prova não usinados

Se o corpo de prova consistir de uma parte não usinada do produto ou de uma barra, o comprimento livre entre osdispositivos de fixação da máquina de ensaio deve ser suficiente para que as marcas de referência fiquem a uma distânciarazoável desses dispositivos (anexos A e D).

Os corpos de prova brutos de fundição devem possuir curvas de concordância entre as extremidades e o comprimentoparalelo. As dimensões dos raios dessas concordâncias são importantes e é recomendável que sejam definidas na normado produto. As extremidades podem ser de qualquer forma, desde que sejam compatíveis com os dispositivos de fixaçãoda máquina de ensaio. O comprimento paralelo (Lc) deve ser sempre maior do que o comprimento de medida original (L0).

6.2 Tipos

Os principais tipos de corpos de prova estão definidos nos anexos A a D de acordo com a forma e o tipo do produto,conforme mos trado na tabela 2. Outros tipos de corpo de prova podem ser especificados em normas de produto.

Tabela 2 – Principais tipos de corpos de prova

Tipo do produto

Folhas, chapascom espessura em milímetros de

Fios, barras, perfiscom diâmetro ou lado em milímetros de

Anexocorrespondente

0,1 ≤ espessura <Erro!Indicador não definido. 3

- A

- Erro! Indicador não definido. <Erro!Indicador não definido. 4

B

≥Erro! Indicador não definido.3

≥Erro! Indicador não definido. 4 C

Tubos D

6.3 Preparação do corpo de prova

Os corpos de prova devem ser escolhidos e preparados de acordo com as determinações dos padrões internacionais paraos diferentes tipos de materiais (ISO 377).

7 Determinação da área da seção transversal original (S0)

A área da seção transversal original deve ser calculada a partir das medições de dimensões apropriadas. A incertezadesse cálculo depende da natureza e do tipo do corpo de prova. É indicada nos anexos de A a D para diferentes tipos decorpos de prova.

8 Marcação do comprimento de medida original (L0)

As extremidades do comprimento de medida original devem ser levemente marcadas com traços ou linhas, mas não comriscos que possam resultar em uma ruptura prematura.

Para corpos de prova proporcionais, o valor calculado do comprimento de medida original deve ser arredondado para umvalor mais próximo do múltiplo de 5 mm desde que a diferença entre o comprimento marcado e o calculado seja menor que10% de L0. O anexo F contém nomograma que permite a determinação do comprimento de medida original


correspondente às dimensões do corpo de prova de seção retangular. O comprimento de medida original deve sermarcado com uma incerteza de ± 1%.

Quando o comprimento paralelo (Lc) for muito maior que o comprimento de medida original, como por exemplo em corposde prova não usinados, devem ser traçados vários pares de traços ou linhas, limitando sucessivos comprimentos originais.

Em alguns casos pode ser útil riscar, na superfície do corpo de prova, uma linha paralela ao eixo longitudinal, ao longo daqual será marcado o comprimento de medida.

9 Incerteza dos instrumentos de ensaio

A máquina de ensaio deve ser calibrada conforme a ISO 7500-1 e deve ser de classe 1 ou melhor.

Quando for utilizado extensômetro para a determinação dos limites superior e inferior de escoamento e alongamento nãoproporcional percentual sob força máxima ele deve ser de classe 1 conforme a ISO 9513. Para as outras características(com grande alongamento) pode ser utilizado um extensômetro de classe 2 conforme a ISO 9513.

10 Condições de ensaio

10.1 Velocidade do ensaio

A menos que seja especificada na norma do produto, a velocidade do ensaio deve estar em conformidade com asseguintes condições, dependendo da natureza do material.

10.1.1 Tensão de escoamento ou tensão convencional

10.1.1.1 Tensão de escoamento superior (ReH)

Dentro da zona elástica e até a tensão de escoamento superior, a velocidade de separação dos cabeçotes da máquinadeve ser mantida o mais constante possível e estar dentro dos limites correspondentes à velocidade de tensionamentofornecidos na tabela 3. Deve ser fixada regulando-se a velocidade de tensionamento na zona elástica e mantendo-se oscontroles da máquina nessa regulagem, até que o limite superior de escoamento seja atingido.

Tabela 3 – Velocidade de tensionamento

Módulo de elasticidade do material (E)

Velocidade de tensionamento(N/mm2 . s -1)

(N/mm2)mín. máx.

E < 150 000 2 10

E ≥ 150 000 6 30

10.1.1.2 Tensão de escoamento inferior (ReL)

Se, somente a tensão de escoamento inferior estiver sendo determinada, a velocidade de deformação durante oescoamento do comprimento paralelo do corpo de prova deve estar entre 0,000 25/s e 0,002 5/s. A velocidade dedeformação do comprimento paralelo deve ser mantida o mais constante possível. Se esta velocidade não puder serregulada diretamente, ela deverá ser fixada regulando-se a velocidade de tensionamento pouco antes do início doescoamento. Esta regulagem não deverá ser alterada até que o escoamento termine.

Nunca a velocidade de tensionamento na zona elástica deve exceder as velocidades máximas indicadas na tabela 3.

10.1.1.3 Tensões de escoamento superior e inferior (ReH e ReL)

Se as duas tensões de escoamento forem determinadas durante o mesmo ensaio, as condições para determinação datensão de escoamento inferior deverão ser mantidas (10.1.1.2).

10.1.1.4 Tensão convencional de alongamento não-proporcional e tensão convencional de alongamento total (Rp eRt)

A velocidade de tensionamento deve estar dentro dos limites indicados na tabela 3.

Na fase plástica e até a tensão convencional de alongamento (não-proporcional ou alongamento total), a velocidade dedeformação não deve exceder 0,002 5/s.


10.1.1.5 Velocidade de separação

Se a máquina de ensaio não for capaz de medir ou controlar a velocidade de deformação, uma velocidade de separaçãodos cabeçotes, equivalente à velocidade de tensionamento dada na tabela 3, deve ser utilizada até o término doescoamento.

10.1.2 Resistência à tração (Rm)

10.1.2.1 Na fase plástica

A velocidade de deformação do comprimento paralelo não deve exceder 0,008/s.

10.1.2.2 Na fase elástica

Se o ensaio não incluir a determinação da tensão de escoamento (ou tensão convencional), a velocidade da máquina podeatingir a máxima velocidade permitida na fase plástica.

10.2 Método de fixação

Os corpos de prova devem ser presos por meios adequados, como por exemplo, cunhas, extremidades roscadas ouombreadas, etc.

Devem ser fixados à máquina, de maneira que o esforço seja aplicado o mais axialmente possível. Isto é muito importantequando se ensaiam materiais frágeis ou quando se determina tensão convencional de alongamento não-proporcional outensão convencional de alongamento total ou tensão de escoamento.

11 Determinação do alongamento percentual após a ruptura (A)

11.1 O alongamento percentual após a ruptura deve ser determinado de acordo com a definição dada em 4.4.2.

Para isso, as duas partes do corpo de prova rompido devem ser cuidadosamente colocadas juntas de tal forma que seuseixos es tejam coaxiais.

Cuidados especiais devem ser tomados para que se assegure o contato entre as duas partes do corpo de prova ao semedir o comprimento final, principalmente quando ele possui área de seção transversal reduzida ou com baixos valores dealongamento.

O alongamento após a ruptura (Lu - Lo) deve ser determinado dentro de 0,25 mm, com instrumento de medição comresolução de 0,1 mm, e o valor do alongamento percentual após a ruptura deve ser arredondado para 0,5%. Érecomendável que sejam tomadas precauções especiais ao se determinar alongamento cujo valor mínimo percentualespecificado seja menor que 5% (anexo E).

Essa medição é válida, em princípio, somente se a distância entre a ruptura e a marca mais próxima não for menor que 1/3do comprimento de medida original (L0). Entretanto, a medição é válida, independentemente da posição da ruptura, se oalongamento percentual após a ruptura for igual ou maior que o valor especificado.

11.2 Para máquinas com capacidade de medir alongamento na ruptura usando extensômetro, não é necessário marcar oscomprimentos de medidas. O alongamento medido é o alongamento total na ruptura e, portanto, é necessário deduzir-se oalongamento elástico para se obter o alongamento percentual após a ruptura.

Em princípio, a medição é válida somente se a ruptura ocorrer dentro do comprimento extensométrico (Le). A medição éválida, independentemente da posição da ruptura, se o alongamento percentual após a ruptura for igual ou maior que ovalor especificado.

NOTA - Se a norma do produto especificar a determinação do alongamento percentual após a ruptura para um determinado comprimentode medida, o comprimento de medida do extensômetro deve ser igual a este comprimento.

11.3 Se o alongamento for medido sobre um comprimento fixado ele pode ser convertido para um comprimentoproporcional, usando-se tabelas ou fórmulas de conversão, quando acordado antes do ensaio (por exemplo ISO 2566-1 ouISO 2566-2).

NOTA - Somente é possível comparar valores de alongamentos percentuais, quando os comprimentos de medida ou comprimentosextensométricos, as formas e as áreas da seção transversal forem iguais ou quando o coeficiente de proporcionalidade (k) for o mesmo.

11.4 Para evitar rejeição de corpos de prova, nos quais a ruptura possa ocorrer fora dos limites especificados em 11.1, ométodo baseado na sub-divisão de L0 em N partes iguais pode ser usado tal como des crito no anexo G.

12 Determinação do alongamento percentual sob força máxima (Agt)

O método consiste na determinação, no diagrama tensão-alongamento obtido com um extensômetro, do alongamento sobforça máxima (∆Lm).

Alguns materiais exibem um patamar na força máxima. Quando isso ocorrer, o alongamento percentual total sob forçamáxima é tomado no ponto central do patamar (fig. 1).

O comprimento extensométrico deve ser fornecido no relatório de ensaio.


O alongamento percentual total sob força máxima é calculado pela seguinte fórmula:

100LLAe

mgt ×∆=

Se o ensaio de tração for realizado em máquina controlada por computador com sis tema de aquis ição de dados, oalongamento é diretamente determinado na força máxima.

Como informação, o anexo H descreve um método manual.

13 Determinação da tensão convencional de alongamento não proporcional (Rp)

A tensão convencional de alongamento não-proporcional (Rp) é determinada no diagrama força x alongamento,desenhando-se uma linha paralela à parte reta da curva e à uma distância equivalente à porcentagem não proporcionalprescrita, por exemplo 0,2%. O ponto de intersecção desta linha com a curva fornece a força correspondente à tensãodesejada. A tensão é obtida pela divisão da força encontrada pela área da seção transversal original do corpo de prova(S0) (fig. 6).

A exatidão com que o diagrama força x alongamento for traçado, é essencial.

Se a parte reta do diagrama não estiver bem definida, de modo a se traçar a linha paralela com exatidão, recomenda-se oseguinte procedimento (fig. 6).

Após ultrapassar o valor previsto para a tensão convencional, a força é reduzida para um valor próximo a 10% da forçaatingida. Em seguida, a força é aumentada outra vez, até exceder o valor originalmente atingido. Para se determinar atensão desejada, desenham-se, primeiro, uma reta unindo as extremidades do ciclo de histerese e em seguida, uma retaparalela à primeira, que passe pela abcissa correspondente ao valor prescrito para o valor do alongamento nãoproporcional. A interseção desta reta com a curva força x alongamento fornece a força correspondente à tensãoconvencional de alongamento não proporcional. Esta tensão é obtida dividindo-se a força pela área da seção transversaloriginal do corpo de prova (S0) (fig. 6).

NOTA - A correção da origem da curva pode ser feita por vários métodos. Geralmente é utilizado o seguinte método: traça-se uma linhaparalela à linha definida pelas extremidades do ciclo de histerese, a qual cruza a zona elástica crescente do diagrama, cuja inclinação épróxima àquela do ciclo de histerese. O ponto de intersecção dessa linha com o eixo das abcissas fornece a origem correta da c urva.

13.2 Esta propriedade pode ser obtida sem se traçar a curva força x alongamento, usando-se instrumentos automáticos(por exemplo, microprocessador).

14 Determinação da tensão convencional de alongamento total (Rt)

14.1 A tensão convencional de alongamento total é determinada no diagrama força x alongamento, desenhando-se umareta paralela ao eixo das ordenadas (das forças) e a uma distância equivalente ao alongamento percentual total prescrito.O ponto de intersecção desta reta com a curva fornece a força correspondente à tensão desejada. Esta tensão é obtidadividindo-se a força pela área da seção transversal original (So) do corpo de prova (fig. 4).

14.2 Esta propriedade pode ser obtida sem se traçar a curva força x alongamento, usando-se instrumentos automáticos.

15 Método para verificação da tensão convencional de alongamento especificado (Rr)

O corpo de prova é submetido, durante 10 s a 12 s, à força correspondente à tensão especificada. Verifica-se, após aremoção da força, se o alongamento residual permanente não é superior à porcentagem especificada do comprimento demedida original (L0).

16 Determinação da redução percentual de área (Z)

A percentagem de redução de área deverá ser determinada de acordo com a definição dada em 4.7.

As duas partes do corpo de prova rompido devem ser cuidadosamente colocadas juntas de tal forma que seus eixosestejam coaxiais. A área da menor seção transversal após a ruptura (Su) deve ser medida com uma incerteza de ± 2%(anexos A à D). A diferença entre a área (Su) e a área da seção transversal original (S0) expressa como percentagem daárea original fornece a redução percentual de área.

17 Incerteza dos resultados

A incerteza dos resultados depende de vários parâmetros que podem ser separados em duas categorias:

- parâmetros metrológicos tais como as classes da máquina de ensaios e do extensômetro e a incerteza das mediçõesdas dimensões do corpo de prova;

- parâmetros do material e do ensaio tais como a natureza do material, a geometria e preparação do corpo de prova,velocidade do ensaio, temperatura, aquisição de dados e técnicas de análise.

Na ausência de dados suficientes para todos os tipos de materiais, não é possível, até o presente, fixar valores paraincerteza das diferentes propriedades medidas em um ensaio de tração.

O Anexo J fornece um guia para a determinação de incerteza relacionada aos parâmetros metrológicos.


O anexo K ...........

18 Relatório de ensaio

O relatório deve conter, no mínimo, as seguintes informações:

a) referência à presente norma;

b) identificação do corpo de prova;

c) natureza do material ensaiado, se conhecida;

d) tipo de corpo de prova;

e) localização e orientação da retirada do corpo de prova se conhecidas;

f) características medidas e respectivos resultados.

Tensão

Alongamento

NOTA - Ver na tabela 1 o significado das referências

Figura 1 – Definição dos alongamentos


Tensão

Efeito transitório inicial

Alongamento

a)

Tensão

Efeito transitório inicial

Alongamento

b)

Tensão

Alongamento

c)

Tensão

Alargamento

d)


Figura 2 - Definição das tensões de escoamento superior e inferior para diferentes curvas



Figura 3 - Tensão convencional de alongamento não-proporcional (Rp)

Alongamento

Tensão

Alongamento

Tensão

NOTA – Ver na tabela 1 o significado das referências

Figura 4 Figura 5Tensão convencional de alongamento total (Rt) Tensão convencional de alongamento

especificado (Rr)

Tensão

Alongamento


Força

Alongamento

Alongamento não-proporcionalespecificado

Força

Alongamento


Figura 6 Figura 7Tensão convencional de alongamento Alongamento percentual no não-proporcional (Rp) (ver 13.1) ponto de escoamento (Ae)

Força

Alongamento


Figura 8 – Força máxima

Forç

a co

rres

pond

ente

a R

p


NOTAS:1 - A forma das extremidades do corpo de prova é dada somente como exemplo.2 - Ver na tabela 1 o significado das referências

Figura 9 – Corpos de prova usinados de seção retangular(ver anexo A)


Figura 10 - Corpos de prova constituídos por segmento não usinado do produto(ver anexo B)



Figura 11 - Corpos de prova proporcionais(ver anexo C)


Figura 12 - Corpos de prova constituídos por segmento de tubo(ver anexo D)



Figura 13 - Corpo de prova retirado de tubo(ver anexo D)


Anexo A(normativo)

Tipos de corpos de prova a serem usados para produtos finos: folhas, tiras e chapas entre

0,1 mm e 3 mm de espessura

Produtos com espessura menor que 0,5 mm podem exigir cuidados especiais.

A.1 Formato do corpo de prova

Geralmente o corpo de prova tem extremidades mais largas do que o comprimento paralelo. O comprimento paralelo (Lc) éunido às extremidades do corpo de prova por meio de curvas de concordância, com raio mínimo de 20 mm. A larguradestas extremidades deve ser no mínimo 20 mm e no máximo 40 mm.

O corpo de prova, mediante acordo, pode também, consistir de uma tira com lados paralelos. Para produtos de larguraigual ou menor que 20 mm, a largura do corpo de prova pode ser a mesma do produto.

A.2 Dimensões do corpo de prova

O comprimento paralelo não deve ser menor que 2bL0 + .

Em caso de divergência, será usado sempre o comprimento L0 + 2b , a menos que o material seja insuficiente.

No caso de corpos de prova de lados paralelos, de largura inferior a 20 mm, e a menos que haja outras especificações emprodutos normalizados, o comprimento de medida original (L0) deve ser igual a 50 mm. Para este tipo de corpo de prova, adistância livre entre as garras da máquina de ensaio deve ser igual a L0 + 3b .

Existem dois tipos de corpos de prova não proporcionais com as dimensões dadas na tabela A.1.

Ao se medir as dimensões de cada corpo de prova, as tolerâncias de forma devem estar de acordo com a tabela A.2.

No caso de corpos de prova cuja largura seja a mesma do produto, a área da seção transversal original (S0) será calculadacom base nas dimensões medidas no corpo de prova.

Para evitar medições de largura do corpo de prova na fase de ensaio, a largura nominal do corpo de prova pode seradotada, desde que sejam respeitadas as tolerâncias de usinagem e as de forma dadas na tabela A.2.

Tabela A.1 – Dimensões do corpo de prova

Dimensões em milímetros

Tipo decorpo de prova

Largura

b

Comprimento demedida original

Lo

Comprimentoparalelo

Lc

Comprimento livre entre as garras paracorpo de prova de lados paralelos

1 12,5 ± 1 50 75 87,5

2 20 ± 1 80 120 140


Tabela A.2 – Tolerâncias na largura do corpo de prova

Dimensões e tolerâncias em milímetros

Largura nominal docorpo de prova

Tolerância deusinagem 1)

Tolerância de forma2)

12,5 ± 0,09 0,043

20 ± 0,105 0,052

1) Tolerâncias js 12 de acordo com ISO 286-2. Essas tolerâncias sãoaplicáveis se o valor nominal da área de seção transversal original (S0) forpara ser usada nos cálculos, sem necessidade de medição

2) Tolerância IT 9 (ver ISO 286-2). Desvio máximo entre as medições daslarguras ao longo de todo o comprimento paralelo (Lc) do corpo de prova.

A.3 Preparação dos corpos de prova

Os corpos de prova são preparados de modo a não afetar as propriedades do metal. Qualquer área que tenha sidoendurecida por cisalhamento ou esmagamento deve ser removida por usinagem.

Para materiais muito finos, é recomendado que tiras de mesma largura sejam cortadas e colocadas em um feixe, comfolhas de papel intermediárias e resistentes ao óleo de corte. É recomendável que cada pequeno feixe de tiras sejaacomodado com tiras mais espessas de cada lado, antes da usinagem até a dimensão final do corpo de prova.

O valor fornecido na tabela A.2, por exemplo ± 0,09 mm para a largura nominal de 12,5 mm, significa que nenhum corpode prova deve possuir largura além dos valores dados a seguir, se o valor nominal da área da seção transversal original(S0) for incluída sem ter sido medida:

12,5 + 0,09 = 12,59 mm

12,5 − 0,09 = 12,41 mm

A.4 Determinação da área da seção transversal original (S0)

A área da seção transversal original deve ser calculada a partir da medição das dimensões do corpo de prova.

O erro na determinação da área da seção transversal original (S0) não deve exceder a ± 2%. Normalmente, a maior partedeste erro provém da medição da espessura do corpo de prova, portanto, erro da medição da largura não deve exceder à± 0,2%.


Anexo B(normativo)

Tipos de corpos de prova a serem usados em casos de fios, barras e perfis com diâmetro ou espessuramenores que 4 mm

B.1 Forma do corpo de prova

O corpo de prova geralmente consiste de uma parte não usinada do produto (ver fig. 10).

B.2 Dimensões do corpo de prova

O comprimento de medida original (L0) deve ser de (200 ± 2) mm ou (100 ± 1) mm. A distância entre os dispositivos defixação da máquina de ensaio deve ser igual a pelo menos L0 + 50 mm , isto é 250 mm e150 mm respectivamente, exceto no caso de fios de pequeno diâmetro onde essa dis tância pode ser igual a L0.

NOTA - Em casos onde o alongamento percentual após ruptura não for determinado, pode ser usada a distância entre os dispositivos defixação de pelo menos 50 mm.

B.3 Preparação de corpos de prova

Se o produto for fornecido em rolos, deve ser endireitado cuidadosamente.

B.4 Determinação da área da seção transversal original (S0)

A área da seção transversal original (S0) deve ser determinada com incerteza de ± 1%.

Para produtos de seção transversal circular, a área da seção transversal original pode ser calculada pela média aritméticade duas medidas, feitas em direções perpendiculares.

A área da seção transversal original pode ser determinada a partir da massa de um comprimento conhecido e de suamassa específica.


Anexo C(normativo)

Tipos de corpos de prova a serem usados no caso de folhas e chapas com espessura igual ou maior que 3 mm, efios, barras e perfis com diâmetro ou espessura igual ou maior que 4 mm

C.1 Forma do corpo de prova

Em geral, o corpo de prova é usinado e o comprimento paralelo deve ser unido às extremidades por meio de curvas deconcordância e devem ter formas adequadas às garras da máquina de ensaios (fig. 11). O mínimo raio de concordânciadeve ser de:

- 0,75 d (sendo d o diâmetro do comprimento de medida) para corpos de prova cilíndricos;

- 12 mm para os corpos de prova prismáticos.

Se solicitado, perfis, barras etc. podem ser ensaiadas sem usinagem.

A seção transversal do corpo de prova pode ser circular, quadrada ou, em casos especiais, de outra forma.

Para corpos de prova de seção retangular é recomendado que não se ultrapasse a relação de 8:1 entre a largura eespessura do corpo de prova.

Em geral, o diâmetro do comprimento paralelo dos corpos de prova cilíndricos não será menor que 4 mm.

C.2 Dimensões do corpo de prova

C.2.1 Comprimento paralelo do corpo de prova usinado

O comprimento paralelo (Lc) deve ser igual ou maior que:

a) 2dL0 + , para corpos de prova de seção circular;

b) 00 S5,1L + , para corpos de prova prismáticos.

Em caso de divergência, e dependendo do tipo de corpo de prova, deve ser usado o comprimento d2L0 + ou

00 S2L + ,salvo se ocorrer insuficiência de material.

C.2.2 Comprimento de corpo de prova não usinado

O comprimento livre entre garras da máquina será adequado às marcas de referência.

C.2.3 Comprimento de medida original (L0)

C.2.3.1 Corpos de prova proporcionais

Como regra geral, corpos de prova proporcionais são usados onde o comprimento de medida original (L0) é relacionadocom a área original da seção transversal (S0) pela equação

00 SkL =

onde: k é igual a 5,65.

Corpos de prova com seção transversal circular, devem ter preferencialmente as dimensões fornecidas na tabela C.1.

O nomograma fornecido no anexo F, facilita a determinação do comprimento original (L0) correspondente às dimensões docorpo de prova de seção transversal retangular.

C.2.3.2 Corpos de prova não proporcionais

Corpos de prova não proporcionais podem ser usados se especificados pela norma de produtos.


Tabela C.1 - Corpos de prova de seção transversal circular

k Diâmetro

Dmm

Área da seçãotransversal original

S0

mm2

Comprimentooriginal

00 SkL =

mm

Comprimentoparalelo mínimo

Lc

mm

Comprimento total

Lt

mm

20 ± 0,15 314 100 ± 1,0 110

5,65 10 ± 0,075 78,5 50 ± 0,5 55

5 ± 0,040 19,6 25 ± 0,25 28

Depende do método defixação do corpo de prova

na máquina.

Em princípio:LT > LC + 2d ou 4d

C.3 Preparação dos corpos de prova

As tolerâncias nas dimensões transversais dos corpos de prova usinados são dadas na tabela C.2.

Um exemplo de aplicação destas tolerâncias é dado a seguir:

a) Tolerâncias de usinagem

O valor dado na tabela C.2, por exemplo, ± 0,075 mm para um diâmetro nominal de 10 mm, significa que, se o valornominal da área (So) da seção transversal original é para ser incluído no cálculo, nenhum corpo de prova poderá terdiâmetro fora dos seguintes limites:

10 + 0,075 = 10,075 mm

10 - 0,075 = 9,925 mm

b) tolerância de forma:

O valor dado na tabela C.2 significa que, para um corpo de prova com diâmetro nominal de 10 mm, que satisfaz as con-dições de usinagem dadas acima, o des vio entre o menor e o maior diâmetro medido não deve exceder 0,04 mm.

Consequentemente, se o diâmetro mínimo do corpo de prova for 9,99 mm, seu diâmetro máximo não deverá ser maior que9,99 + 0,036 = 10,026 mm

C.4 Determinação da área da seção transversal (S0)

No caso de corpos de prova de seção circular, pode-se utilizar o diâmetro nominal para calcular a área da seçãotransversal original (S0) desde que os mesmos satis façam as tolerâncias dadas na tabela C.2. No caso de qualquer outraforma de corpos de prova, a área da seção transversal original (S0) deve ser calculada a partir das medidas das dimensõesapropriadas, que devem ser determinadas com erro menor que ± 0,5% de cada dimensão.


Tabela C.2 - Tolerâncias relacionadas com as dimensões transversais do corpo de prova

Dimensões e tolerâncias em milímetros

DesignaçãoDimensãotransversal

nominal

Tolerância de usinagem sobrea dimensãonominal 1)

Tolerância deforma

3 ± 0,05 0,025 2)

> 3

≤ 6

± 0,06 0,03 2)

> 6

≤ 10

± 0,075 0,036 2)

> 10

≤Erro!Indicador nãodefinido. 18

± 0,09 0,043 2)Diâmetro do corpo de prova usinadode seção transversal circular

> 18

≤ 30

± 0,105 0,052 2)

Dimensões transversais decorpos de prova de seçãotransversalretangular usinadosnas 4 faces

Mesmas tolerâncias aplicáveis aosdiâmetros de corpos de prova de

seção transversal circular

3 0,14 3)

> 3

≤ 6

0,18 3)

> 6

≤ 10

0,22 3)

> 10

≤ 18

0,27 3)

> 18

≤ 30

0,33 3)

Dimensões transversais de corposde prova de seção transversalretangular usinados em somente 2faces opostas

>Erro!Indicador nãodefinido. 30

≤ 50

0,39 3)

1) Tolerâncias js 12 de acordo com a ISO 286-2. Estas tolerâncias são aplicáveis se o valor nominalda área da seção transversal original (S0) for incluído no cálculo sem medí-la.

2) Tolerância IT 19 Desvio máximo entre medidas de uma dimensão transversal especificadaao longo

3) Tolerância IT13 do comprimento total paralelo (Lc) do corpo de prova}


Anexo D(normativo)

Tipos de corpos de prova a serem usados no caso de tubos

D.1 Forma do corpo de prova

O corpo de prova consiste de um pedaço de tubo ou uma tira transversal ou longitudinal do mesmo, que tenha a espessuratotal da parede do tubo (figs. 12 e 13), ou de um corpo de prova de seção circular usinada da parede do tubo.

Os corpos de prova transversais, longitudinais e de seção transversal circular obtidos por usinagem estão descritos noanexo A, para espessura de parede de tubo menores que 3 mm, e no Anexo C, para espessuras iguais ou maiores que 3mm. A tira longitudinal é geralmente usada para tubos com espessura de parede maior que 0,5 mm.

D.2 Dimensões do corpo de prova

D.2.1 Segmento de tubo

O segmento de tubo deve ser fechado nas duas extremidades. O comprimento livre entre cada tampão e as marcas demedida mais próximas deve ser superior a D/4. Em casos de divergência, o valor D deve ser usado, quando houvermaterial suficiente.

O comprimento do tampão, que se prolonga para além das garras da máquina na direção das marcas de medida não deveser maior que D, e sua forma deve ser tal que não prejudique o alongamento do comprimento de medida.

D.2.2 Tira transversal ou longitudinal

O comprimento paralelo (Lc) das tiras longitudinais não deve ser achatada, mas as extremidades podem ser achatadaspara a fixação nas garras da máquina de ensaio.

As dimensões do corpo de prova transversais ou longitudinais diferentes dos apresentados nos Anexos A e C podem serespecificadas nas normas do produto.

Cuidados especiais devem ser tomados quando do endireitamento de corpos de prova transversais.

D.2.3 Amostras de seção transversal circular usinadas da parede de tubo

As amostras de corpos de prova são especificadas nas normas do produto.

D.3 Determinação da área da seção transversal original (S0)

A área da seção transversal original do corpo de prova deve ser determinada com aproximação de ± 1%.

A área da seção transversal original (S0) do corpo de prova constituído de um pedaço de tubo ou tira transversal oulongitudinal pode ser determinada a partir da massa do corpo de prova, de seu comprimento e de sua massa específica.

A área da seção transversal original (S0) do corpo de prova constituído de uma tira transversal ou longitudinal pode sercalculada de acordo com a seguinte expressão:

[ ]a2D

barcsin2

a2Db)a2D(4b

Dbarcsin

4D)bD(

4bS

22/122

22/122

0 −

−−−−−+−=

onde

a espessura da parede do tubo;

b largura média da tira;

D diâmetro externo.

Para corpos de prova longitudinal ou trans versal, as seguinte expressões simplificadas podem ser utilizadas:

( )

−

+=a2DD6

b1abS2

0 quando 25,0Db < ;

abS0 = quando 17,0Db < .

No caso de corpo de prova constituído de um pedaço de tubo a área da seção transversal (S0) pode ser calculada pelaseguinte expressão:

Erro! Indicador não definido..


Anexo E (informativo)

Cuidados a serem observados na medição de alongamento percentual após a ruptura

quando o valor especificado for menor que 5%

Um dos métodos recomendados é o seguinte:

Antes do ensaio, fazer uma pequena marca próxima a uma das extremidades da parte paralela. Utilizando um compassode ponta seca, ajustado com o comprimento de medida, traçar um arco tendo como centro essa marca. Após a ruptura, ocorpo de prova rompido deve ser colocado em um dispositivo de fixação apropriado e para manter as partes firmementeunidas durante a medição, uma força axial de compressão deve ser aplicada, de preferência por meio de um parafuso. Umsegundo arco de mesmo raio deve ser descrito a partir do centro original. A distância entre os dois traços deve ser medidapor meio de um microscópio de medição ou outro instrumento adequado. Para que o traço fino seja mais visível, um filmecorante adequado pode ser aplicado ao corpo de prova antes do ensaio.


Anexo F (informativo)

Nomograma para o cálculo do comprimento de medida de corpos de prova de seção transversal retangular

Este nomograma foi construído pelo método de alinhamento.

F.1 Método de uso

Efetuar os seguintes passos:

a) nas escalas externas, selecionar os pontos a e b , representando a espessura e a largura do corpo de prova retangular;b) unir estes dois pontos com uma reta;

c) ler o comprimento de medida corres pondente, na graduação esquerda, na interseção desta linha com a escala central.

Exemplo do uso:

b = 21 mm a = 15,5 mm L0 = 102 mm

NOTAS1 Um erro na leitura L0, menor que ± 1% significa que este nomograma pode ser usado sem afetar o cálculo.

2 Um erro na leitura L0 maior que ± 1%, significa que, em alguns casos a exatidão desejada não é obtida, sendo preferível calcular o pro-duto de a e b diretamente.

F.2 Construção do nomograma

Desenhar três linhas paralelas equidistantes que serão ordenadas para as graduações logarítmicas. Elas serão graduadaslogaritmicamente tal que log 10 seja representado por 250 mm; as três escalas aumentam em direção ao topo da página.Os pontos (20) e (10) serão colocados aproximadamente no centro das escalas laterais. Unir os dois pontos (10) dasescalas laterais.

A interseção desta linha e a escala central determina o ponto de valor 56,5 à esquerda da graduação L0.

A escala da área S0 está ao lado direito da linha central. Este mesmo ponto 56,5 é o ponto 100 na escala de áreas; a linhacentral desta escala, deve ser feita utilizando-se uma escala igual à metade da precedente, isto é:

lg 10 = 125 mm.


Largura

b mm

Comprimento de medida original

Erro! Indicador não definido.mm

Area do seção trasnversal original

So = ab mm2

Espessura

a (mm)


Anexo G

(informativo)

Medida do alongamento percentual após ruptura baseada na sub-divisão do comprimento de medida original

Para evitar rejeição de corpos de prova, quando a localização da ruptura não satisfaz completamente as condições do item11.1, pode ser usado o seguinte método, havendo acordo entre as partes interessadas:

a) antes do ensaio subdividir o comprimento de medida original (L0) em N partes iguais;b) após o ensaio, adote o símbolo X para indicar a marca de referência na parte mais curta e o símbolo Y para indicar

a marca de referência na parte mais longa do corpo de prova para a subdivisão que está à mesma distância dafratura que a marca X.

Se n é o número de intervalos entre X e Y o alongamento após ruptura é determinado como se segue:

1) se (N - n) for par (fig. G.1a), medem-se a distância entre X e Y e a distância entre Y e uma marca Z localizada a

2nN −

intervalos de Y;

calcular o alongamento percentual após a ruptura usando a seguinte equação:

Erro! Indicador não definido.

2) se N-n for ímpar, [fig. G.1b)], mede-se a distância entre X e Y e a distância entre Y e marcas Z’ e Z’’ localizadas respectivamente à

21nN −−

e 2

1nN +− intervalos de Y;

calcular o alongamento percentual após a ruptura usando a seguinte equação:



NOTA - A forma das extremidades do corpo de prova é dada somente como exemplo

Figura G.1

Anexo H(informativo)


Método manual de determinação do alongamento total sob força máxima para produtos de grande comprimentotais como barras, fios e hastes

O método do extensômetro, definido no item 12, pode ser substituído pelo seguinte método manual. No caso dedivergência, deve ser utilizado o método do extensômetro.

O método consiste em medir o alongamento não proporcional na força máxima na parte mais longa do corpo de prova quefoi submetido ao ensaio de tração, do qual é calculado o alongamento total.

Antes do ensaio, são feitas marcas equidis tantes sobre o comprimento de medida. A distância entre duas marcassucessivas deve ser igual a um submúltiplo do comprimento de medida inicial (L'0). A marcação do comprimento inicial demedida (L'0) deve ser feita com incerteza de ± 0,5 mm. Esse com primento, que é função do valor do alongamentopercentual total, deve ser definido na norma do produto.

A medição do comprimento de medida final após a ruptura (L'u) é feita na parte quebrada maior do corpo de prova e deveser feita com incerteza de ± 0,5 mm.

Para a medição ser válida, deverão ser obedecidas as duas condições seguintes:

- os limites da zona de medição deverão estar localizados a pelo menos 5 d da seção rompida e a pelo menos 2,5 d daextremidade do corpo de prova;

- o comprimento de medida a ser medido deve ser pelo menos igual ao valor especificado na norma do produto.

O alongamento percentual não-proporcional sob força máxima é calculado pela seguinte expressão:


O alongamento percentual total à máxima força é calculado pela seguinte expressão:


Anexo J

(informativo)


Um exemplo de planilha de erros para a estimativa da incerteza da medição em ensaio de tração

J.1 Introdução

Um exemplo para a estimativa de incerteza de medições é delineada com base no conceito de planilha de erros utilizandoas tolerâncias de medidas especificadas nas normas de ensaio e calibração. Deve se notar que não é possível calcular umsim ples valor para a incerteza da medição para todos os materiais, uma vez que materiais diferentes exibemcomportamentos diferentes para alguns parâmetros de controle es pecificados, por exemplo, velocidade de deformação ouvelocidade de tensionamento [3]*. A planilha de erros aqui apresentada pode ser considerada como um limite superior paraa incerteza de medições para um laboratório que realiza ensaios de acordo com esta norma (máquina e extensômetroclasse 1).

Deve-se notar que na avaliação da dispersão total de resultados experimentais, a incerteza da medição deve serconsiderada em adição à dispersão inerente à falta de homogeneidade do material.

J.2 Estimativa da incerteza

J.2.1 Parâmetros independentes do material

A maneira como devem ser adicionados os erros devidos a uma variedade de fontes foi tratada com detalhes [4] e maisrecentemente foram publicados guias para avaliar a incerteza em dois documentos ISO, ISO 5725-2 e Guide to theexpression of uncertainty in measurement.

Nas análises a seguir, foi utilizado o método convencional dos mínimos quadrados.

As tolerâncias para os vários parâmetros de ensaio para as propriedades à tração são fornecidos na tabela J.1, juntamentecom a incerteza esperada. Devido à forma da curva tensão-deformação, algumas das propriedades à tração podem, emprincípio, serem determinadas com grau menor de incerteza do que outras, por exemplo, a tensão superior de escoamentoReH depende somente da tolerância na medição da força e da área da seção transversal, enquanto que a tensãoconvencional Rp depende da força, deformação (deslocamento), comprimento de medida e área da seção transversal. Nocaso da redução da área, Z, devem ser consideradas as tolerâncias de medição da área da seção transversal, antes edepois da ruptura.

Tabela J.1 – Resumo das incertezas máximas admissíveis na determinação dos dados em ensaios de tração


Propriedades, erro (%)Parâmetro

ReH ReL Rm Rp A Z

Força 1 1 1 1

Deformação1) (deslocamento) - - - 1 1

Comprimento de medida L0 1) - - - 1 1

S0 1 1 1 1 - 1

Su - - - - - 2

Incerteza esperada 2± 2± 2± 4± 2± 5±

(somatória de erros usando o método dos mínimos quadrados)

1) Utilizando extensômetro classe 1 calibrado conforme ISO 9513

J.2.2 Parâmetros dependentes do material

Para ensaios de tração à temperatura am biente, as únicas propriedades à tração, significativamente dependentes docomportamento do material aos parâmetros de controle da velocidade de deformação (ou velocidade de tensionamento)são ReH, ReL e Rp (figs. J.1 e J.2). A resistência à tração, Rm, pode também ser dependente da velocidade de deformação,porém na prática, é determinada à uma velocidade muito maior que a de Rp e é geralmente, menos sensível à variação davelocidade de deformação.

Em princípio, é necessário determinar a resposta à velocidade de deformação de qualquer material antes de poderestabelecer a planilha de erros. Estão disponíveis alguns dados limitados e os exemplos seguintes podem ser utilizadospara estimar a incerteza para algumas classes de materiais.

As tabelas J.2 e J.3 fornecem exemplos típicos de dados usados para determinar o comportamento do material sob asvelocidades de deformação especificadas nesta norma. E a tabela J.2 fornece um resumo do comportamento das tensõesconvencionais para alguns materiais, medido sob velocidade de deformação controlada. No artigo apresentado emseminário[5]* são fornecidos dados recentes sobre vários aços, medidos sob um conjunto de velocidades de tensionamento.

Tabela J.2 – Exemplos de variação da tensão convencional à temperatura ambiente, na faixa de velocidade dedeformação permitida nesta norma

MaterialComposição nominal

Rp0,2 Valormédio

(MPa)

Resposta datensão

convencional(%)

Tolerânciaequivalente

(%)

Aço ferrítico

Tubo de aço Cr-Mo-V-Fe (bal) 680 0,1 ± 0,05

Placa de aço (Fe 430) C-Mn-Fe (bal) 315 1,8 ± 0,9

Aço austenítico(X5CrNiMo 17-12-2) 17Cr, 11Ni-Fe(bal) 235 6,8 ± 3,4

Ligas à base de níquelNi Cr 20 Ti 18Cr, 5Fe, 2Co-Ni (bal) 325 2,8 ± 1,4NiCrCoTiAl 25-20 24Cr, 20Co, 3Ti 1,5Mo, 1,5Al-Ni (bal) 790 1,9 ± 0,95

J.2.3 Incerteza total da medição


A resposta da tensão convencional, na faixa permitida de velocidade de deformação, especificada na tabela J.2 podeser combinada com os parâmetros independentes do material especificados na tabela J.1 para fornecer umaestimativa da incerteza total para vários materiais indicados, como mos trado na tabela J.3.

Para o objetivo desta análise, o valor total da variação da tensão convencional, na faixa permitida de velocidadede deformação, foi dividida por dois e expressa como tolerância equivalente, is to é, para o aço inoxidávelX5CrMo 17-12-2, a tensão convencional pode variar em 6,8% na faixa permitida de velocidade de deformação, sendoassim equivalente à tolerância de ± 3,4%. Portanto, para o aço inoxidável X5CrMo 17-12-2 a incerteza total é dadapor:


Tabela J.3 – Exemplos de incerteza total da medição para tensão convencional àtemperatura ambiente determinada de acordo com esta norma

Material Rp0,2Valor médio

(MPa)

Valor databela J.1

± %

Valor databela J.2

%

Incerteza totalesperada

± %

Aço ferríticoTubo de aço

Chapa de aço

680

315

± 2

± 2

± 0,05

± 0,9

0,20,4 =±

2,28,4 =±

Aço austeníticoX5CrNiMo 17-12-2 235 ± 2 ± 3,4 9,36,15 =±

Ligas à base de níquelNiCr20Ti

NiCrCoTiAl 25-20

325

790

± 2

± 2

± 1,4

± 0,95

4,20,6 =±

2,29,4 =±

J.3 Observações finais

Foi delineado um método para calcular a incerteza da medição em ensaio de tração à temperatura ambienteutilizando o conceito de planilha de erros e fornecidos exemplos para poucos materiais para os quais são conhecidasas respostas aos parâmetros de ensaio. Deve-se notar que as incertezas calculadas podem necessitar de modifi-cações para incluir o fator de ponderação de acordo com o guia para expressão de incerteza em medição [2]*. Emadição, existem outros fatores que podem afetar as medidas das propriedades à tração, tais como, flexão do corpo deprova, forma de fixação do corpo de prova ou a forma de controle da máquina de ensaio, isto é, controle do ex-tensômetro ou controle da força ou do cabeçote, que podem afetar as medições das propriedades à tração [6]*.Entretanto, desde que existe quantidade insuficiente de dados disponíveis, não é possível incluir estes efeitos naplanilha apresentada. Deve se reconhecer que esta planilha somente fornece uma estimativa da incerteza devida àstécnicas de medição e não estabelece uma tolerância para a dispersão inerente dos resultados experimentaisatribuíveis à falta de homogeneidade do material.


Finalmente, é desejável que quando materiais de referência adequados tornarem-se disponíveis, eles fornecerão meiosúteis para medir a incerteza total da medição em qualquer máquina de ensaio, incluindo a influência da fixação, flexão,etc., que até o presente não foi quantificada.

250

260

270

280

290

300

310

320

330

340

350

-4 -3 -2 -1 0 1lg10 da taxa de deformação plástica por minuto

Lim

ite

de

esco

amen

to in

feri

or

(MP

a)

B S 3 6 8 8 B S 1 8

M á x i m o e r r o e s p e r a d o n a t e n s ã o

Figura J.1 - Variação da tensão de escoamento inferior (ReL) à temperatura ambiente em função da velocidade dedeformação, para chapas de aço[6]

Erro! Indicador não definido.Figura J.2 – Dados de ensaio de tração à 22ºC para NiCr20Ti

máximo erro esperado na tensãoLím

ite d

e es

coam

ento

infe

rior (

MPa

)

log 10 da taxa de deformação plástica por minuto

Tens

ão c

onve

ncio

nal d

e 0,

2% R

p0,2

(Mpa

)

Nbr 6152 ensaio de tração

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