Ensaio de fluência
O ensaio de fluência, é um método destrutivo de ensaio de material para determinar a força de longo prazo e a resistência ao calor de um material. No ensaio de fluência, uma amostra é exposta durante um período de tempo mais longo de ensaio a uma temperatura constante elevada e exposta a uma força de tração e/ou tensão de tração estáveis. É feita uma distinção entre ensaios de curto prazo até aproximadamente 10.000 horas e ensaios de longo prazo a partir de aproximadamente 10.000 horas.
O objetivo de um ensaio de fluência é prever a vida útil de um material sob determinadas condições operacionais. A ZwickRoell fornece máquinas de ensaio de fluência de alta precisão para a realização de ensaios de acordo com vários requisitos normativos.
Definição de "Fluência" Valores característicos Resistência à ruptura por fluência 3 fases do ensaio Visão geral dos tipos de ensaio Formato de amostras Normas relevantes Máquinas de ensaios FAQ's
O que se entende por fluência?
A fluência é a deformação plástica de um material durante um longo período de tempo. Mesmo cargas baixas e temperaturas elevadas durante um longo período de tempo podem levar à deformação permanente de materiais como metal, cerâmica, plástico etc.
Os fatores a seguir têm uma influência significativa sobre a fluência:
- Magnitude da carga,
- Nível da temperatura e
- Duração da carga.
Quais valores característicos são determinados em um ensaio de fluência?
- Medição de tempo até a ruptura da amostra (tempo de ruptura)
- Alongamento permanente
- Alongamento de ruptura por fluência
- Estricção de ruptura por fluência
- Tempo limite de fluência
- Limite de elasticidade
- Módulo de deformação (relação entre tensão e deformação em função do tempo de carga)
- Limite de fadiga
- Alongamento em fluência
- Tensão de relaxamento
O que é resistência à ruptura por fadiga (resistência à fluência)?
A resistência à ruptura por fluência fornece informações sobre a vida útil de um material sob determinadas condições operacionais. Isso indica a tensão mecânica que leva à falha do material em uma temperatura constante durante um determinado período de tempo. Isso é determinado com base em ensaios de fluência e é decisivo para o uso dos materiais em várias aplicações. Os componentes aeroespaciais e as peças do motor podem se deformar apenas ligeiramente, mesmo sob altas cargas e temperaturas. Uma vez que os componentes tenham sofrido deformação por fluência, eles não retornarão à sua forma original, mesmo após a remoção da carga. Se o material for submetido a muita tensão durante um longo período de tempo, ele pode rachar e, posteriormente, quebrar.
As três fases do ensaio de fluência
O ensaio de fluência é dividido em três áreas - as áreas de fluência primária, secundária e terciária. Essas curvas de fluência fornecem informações sobre o comportamento da fluência em um determinado período de tempo.
Na faixa de fluência primária, a resistência mecânica do material aumenta devido à deformação plástica e a velocidade de fluência diminui.
Com o alongamento avançado e a duração do ensaio, o endurecimento e o amolecimento ocorrem gradualmente. Essa área é caracterizada por uma velocidade de fluência constante e é chamada de área de fluência secundária.
Na faixa de fluência terciária, a velocidade de fluência aumenta significativamente devido a danos no material e termina com a fratura da amostra. A faixa de fluência terciária dura apenas um curto período de tempo em relação à vida útil de um material. A fluência secundária é responsável pela maior parte da vida útil total.
Visão geral dos tipos de ensaios frequentes
Ensaio de fluência
Modelagem de deformação
Ensaios de relaxamento
Propagação da trinca
Ensaio de fadiga por fluência (CF)
Verificação do progresso de trincas por fadiga por fluência (CFCG)
Ensaio de fadiga termomecânica (TMF)
Formas de corpos de prova comuns
- Amostras cilíndricas com cabeçote roscado
- Amostra cilíndrica com cabeçote roscado e lâminas do braço de medição
- Amostra cilíndrica entalhada com cabeçote roscado
- Amostra plana com amostra tipo haltere e furação
- Amostra plana com amostra tipo haltere e lâminas do braço de medição
- Amostras de segmentos de tubos
- Amostra CT
Normas relevantes para ensaios de fluência em metal
Os requisitos e o desempenho dos ensaios de fluência são especificados em uma série de normas ISO e padrões ASTM no setor de metais e plásticos.
- ISO 204 Materiais metálicos - Ensaio de fluência de eixo único sob carga de tração
- ASTM E139 Standard Test Methods for Conducting Creep, Creep-Rupture, and Stress-Rupture Tests of Metallic Materials
- EN 2002-005 Método de ensaio para materiais metálicos - Parte 005: Ensaio de fluência sob carga de tração constante
- ASTM E328 Standard Test Methods for Stress Relaxation for Materials and Structures
- ISO 15630-3 Steel for the reinforcement and prestressing of concrete - Test methods
- ASTM G129 Standard Practice for Slow Strain Rate Testing to Evaluate the Susceptibility of Metallic Materials to Environmentally Assisted Cracking
- ASTM F519 Standard Test Method for Mechanical Hydrogen Embrittlement Evaluation of Plating/Coating Processes and Service Environments
- ASTM F1624 Standard Test Method for Measurement of Hydrogen Embrittlement Threshold in Steel by the Incremental Step Loading Technique
- ASTM E1457 Standard Test Method for Measurement of Creep Crack Growth Times in Metals
- ASTM E2760 Standard Test Method for Creep-Fatigue Crack Growth Testing
- ASTM E647 Standard Test Method for Measurement of Fatigue Crack Growth Rates
- ASTM E2714 Standard Test Method for Creep-Fatigue Testing
- ASTM E606 Standard Test Method for Strain-Controlled Fatigue Testing
- ISO 12106 Metallic materials - Fatigue testing - Axial-strain-controlled method
- Validated Code-of-Practice for Strain-Controlled Thermo-Mechanical Fatigue Testing
- ISO 12111 Metallic materials - Fatigue testing - Strain-controlled thermomechanical fatigue testing method
- ASTM E2368 Standard Practice for Strain Controlled Thermomechanical Fatigue Testing
Normas relevantes para ensaios de fluência em plásticos
- ISO 899-1 Bestimmung des Kriechverhaltens - Teil 1: Ensaio de tração de fluência
- ISO 899-2 Bestimmung des Kriechverhaltens - Teil 2: Ensaio de flexão de fluência sob carga de três pontos
- ASTM D2990 Standard Test Methods for Tensile, Compressive and Flexural Creep and Creep-Rupture of Plastics
- ISO 16770 Plastics - Determination of environmental stress cracking (ESC) of polyethylene - Full-notch creep test (FNCT)
- ISO 3384-1 Rubber, vulcanized or thermoplastic - Determination of stress relaxation in compression
Perguntas frequentes sobre o ensaio de fluência/ensaio de ruptura por fadiga
O ensaio de fluência, também conhecido como ensaio de fadiga, é um procedimento destrutivo de ensaio de materiais para determinar a resistência a longo prazo e a resistência ao calor de um material. No ensaio de fluência, uma amostra é exposta durante um período de tempo mais longo de ensaio a uma temperatura constante elevada e exposta a uma força de tração e/ou tensão de tração estáveis.
O objetivo de um ensaio de fluência é prever a vida útil de um material sob determinadas condições operacionais.
Em um ensaio de fluência, uma amostra é exposta a uma temperatura elevada por um longo período de tempo e submetida a uma força de tração constante ou tensão de tração. É feita uma distinção entre ensaios de curto prazo até aproximadamente 10.000 horas e ensaios de longo prazo a partir de aproximadamente 10.000 horas.
As máquinas de ensaio de deformação são usadas para essa finalidade. Os eixos de ensaio são equipados com garras de amostras de tração que podem ser usadas para segurar as amostras de tração sem deslizamento. Vários sistemas de aquecimento estão disponíveis para simular as diferentes temperaturas ambientes, dependendo dos requisitos e do ensaio.
Os requisitos e o desempenho dos ensaios de fluência são especificados em várias normas ISO e ASTM no setor de metais e plásticos.
A fluência é a deformação plástica de um material durante um longo período de tempo. Mesmo cargas baixas e temperaturas mais altas durante um longo período de tempo podem levar à deformação permanente do material, por exemplo, metal, cerâmica, plástico etc.
Fatores de influência significativos:
- Magnitude da carga,
- Nível da temperatura e
- Duração da carga.
