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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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