Resolução Lista 08

7/23/2019 Resolução Lista 08

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Lista #7

Ciência e Tecnologia dos Materiais – Prof. Luis Augusto H. Terrones Aluna: Bárbara Ferreira de OlieiraCallister – !" #di$%o

CAPÍTULO 8 – FALHAS

08) &'a grande c(a)a * fabricada a )artir de u'a liga de a$o +ue

)ossui u'a tenacidade , fratura e' defor'a$%o )lana de

82,4 MPa√ m (75,0 MPa√ ¿) . -e durante o seu uso e' seri$o a

c(a)a * sub'etida a u'a tens%o de tra$%o de /0 MPa1 deter'ine o

co')ri'ento '2ni'o de u'a trinca su)er3cial +ue causará fratura.

Assu'a u' alor de 415 )ara 6.

7esolu$%o:

7esolu$%o

O ta'an(o 'á8i'o ad'iss2el da trinca )ode ser calculado a

)artir da e+ua$%o abai8o:

2

11

=Y

K a

C

cσ π

Onde 9 4C * a tenacidade , fratura e' defor'a$%o )lana1 * a tens%o

i')osta e 6 * u' )ar;'etro adi'ensional +ue de)ende tanto do

ta'an(o +uanto da geo'etria da trinca e da a'ostra1 assi' co'o do

'odo de a)lica$%o da carga.

Considerando os alores fornecidos:

mac

0181,0110345

104,8212

6

6

=

××

×=π

Ou se<a1 )ara +ue a fratura ocorra sob essas condi$=es1 a trinca dee

ter u' co')ri'ento '2ni'o de 4>14''.

10) &' co')onente estrutural na for'a de u'a c(a)a co' grande

largura dee ser fabricado a )artir de u'a liga de a$o +ue )ossui u'a



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tenacidade , fratura e' defor'a$%o )lana de ?>1? MPa√ m e u'

li'ite de escoa'ento de >@5 MPa. O li'ite de resolu$%o )ara o

ta'an(o de defeitos no e+ui)a'ento de detec$%o defeitos * de 15''. -e a tens%o de )ro<eto * de 'etade do li'ite de escoa'ento e

se o alor de 6 * 4151 deter'ine se u' defeito cr2tico )ara essa c(a)a

está ou n%o su<eito , detec$%o.

7esolu$%o

Considerando +ue a tens%o de )ro<eto * a 'etade da tens%o de

escoa'ento1 ou se<a1 05 MPa1 o co')ri'ento de u' defeito

cr2tico nessa c(a)a será:

mmmY

K a

C

c 8,160168,0

110430

109,98112

6

62

1 ==

××

×=

=π σ π

Co'o o li'ite de resolu$%o do e+ui)a'ento * de ''1 este

defeito estará su<eito , detec$%o.

13) #ncontra'se tabulados a seguir os dados +ue fora' coletados a)artir de u'a s*rie de ensaios de i')acto C(ar) co' u'a liga de

a$o co'ercial co' bai8o teor de carbono.

Temperatura(oC)

!er"ia e$mpa%to (&)

/5 !@05 !@5 !4D5 />

45 >5 D

45 40D5 ?5 /05 41/

a) Trace os dados na for'a da energia de i')acto e' fun$%o da

te')eratura.



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Ciência e Tecnologia dos Materiais – Prof. Luis Augusto H. Terrones Aluna: Bárbara Ferreira de Olieira') Eeter'ine a te')eratura de transi$%o dctilfrágil co'o a+uela

te')eratura +ue corres)onde , '*dia entre as energias de i')acto

'á8i'a e '2ni'a.%) Eeter'ine a te')eratura de transi$%o dctilfrágil co'o a+uela

te')eratura na +ual a energia de i')acto * de D5 G.

7esolu$%o

a O grá3co abai8o a)resenta os alores da energia de i')acto IG

e' fun$%o da te')eratura IJC.

@5 05 D5 5 D5 05 @55

45

D5

5

05

/5

@5

!5

>5

4.//

?40

D

>

/>

!4!@ !@

Temperatura !er"ia e $mpa%to

Temperatura (C)

!er"ia e $mpa%to (&)

b A energia de i')acto '*dia entre as energias 'á8i'a e

'2ni'a corres)onde a >1!/ G. Ee acordo co' o grá3co1 a

te')eratura de transi$%o dctilfrágil corres)ondente a essealor de energia * de1 a)ro8i'ada'ente1 45JC.

c Para u'a energia de i')acto de D5 G1 a te')eratura de

transi$%o dctilfrágil corres)ondente será de1

a)ro8i'ada'ente1 JC.

18) Os dados de fadiga )ara u'a liga de lat%o s%o dados na tabela a

seguir.



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Amp*itue a te!s+o(,Pa)

Ci%*os at- a .a*/a

4!5 1! 8 450

40> 415 8 45/

45 15 8 45/

440 415 8 45@

?D 415 8 45!

>5 415 8 45>

!0 415 8 45?

a Fa$a u' gráfico K Ia')litude da tens%o e' fun$%o do

logarit'o do n'ero de ciclos at* a fal(a usando esses dados.

b Eeter'ine a resistência , fadiga )ara 0 845@ ciclos.

c Eeter'ine a ida e' fadiga )ara 4D5 MPa.

7esolu$%o

a ráfico K.

b Ee acordo co' o grá3co1 )ara K0 845@ ciclos1 a resistência ,

fadiga será de a)ro8i'ada'ente 455 MPa.

Para u'a tens%o de 4D5 MPa1 a ida e' fadiga )ara este lat%o

será de 45/1>D@1!/845/ ciclos.



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Ciência e Tecnologia dos Materiais – Prof. Luis Augusto H. Terrones Aluna: Bárbara Ferreira de Olieira8) &' cor)ode)roa co' 454/ '' de co')ri'ento feito a )artir

de u'a liga de n2+uelcarbono co' bai8o teor de C IFigura >.41

dee ser sub'etido a u'a tens%o de tra$%o de !5 MPa a 0D!

o

C.Eeter'ine o seu alonga'ento a)s 45.555 (. -u)on(a +ue o alor

total dos alonga'entos instant;neo e de Nuência )ri'ária se<a de 41

''.

7esolu$%o

Considerando a cura corres)ondente a 0D!JC na Figura >.41

)ara u'a tens%o de !5 MPa1 a ta8a de Nuência será de 45

@101@>845!(4. Eesta for'a1 a defor'a$%o a)s 45555( será o

)roduto do te')o )ela ta8a de Nuência corres)ondente1 ou se<a:

-3-74,68x104,68x1010000 =×=ε

A defor'a$%o e o alonga'ento est%o relacionados )ela

e+ua$%o0

ε =∆. Eesta for'a1 o alonga'ento total deste cor)o de

)roa será:

( 3,110154,68x10-3 +×=∆

mm05,6=∆



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Ciência e Tecnologia dos Materiais – Prof. Luis Augusto H. Terrones Aluna: Bárbara Ferreira de OlieiraP) Para u' a$o ino8idáel 4>> Mo1 esti'e o te')o de ru)tura )ara

u' co')onente +ue está sub'etido u'a tens%o de 455 MPa a @55oC.

7esolu$%o

A Figura >./ ilustra o grá3co +ue relaciona o logarit'o da

tens%o co' o )ar;'etro de LarsonMiller ILM )ara u' a$o ino8idáel

4>>Mo. Ee acordo co' este grá3co1 u'a tens%o de 455 MPa

corres)onde a u' )ar;'etro de LarsonMiller de DD10 845 '. -endo

assi'1 o te')o de ru)tura )ara este co')onente será:

−×=

−= 20

873

104,22expexp

3

C T

LM t r

anosht r

521055,4 5 ≅×=

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