Ensaio de impacto Charpy e Izod: qual a informação obtida?

O ensaio de impacto permite determinar a energia absorvida na deformação e ruptura do corpo de prova e, quanto menor for a energia absorvida, mais frágil será o comportamento do material àquela solicitação dinâmica.

O ensaio consiste em submeter um corpo de prova (metálico, cerâmico, polimérico ou compósito), geralmente entalhado e com dimensões padronizadas, a uma flexão provocada por impacto por um martelo pendular. Os resultados são apresentados relacionando a energia absorvida durante o impacto em relação à temperatura do corpo de prova.

Para a realização do ensaio com corpo de prova Charpy, por exemplo, a amostra é apoiada como uma viga em posição horizontal e carregada do lado oposto ao do entalhe pelo impacto do pêndulo.

O corpo de prova é forçado a se dobrar e fratura a uma elevada taxa de deformação, da ordem de 10³ s-1. Já o corpo de prova Izod, possui uma extremidade fixa próxima ao entalhe V e recebe o impacto do pêndulo na outra extremidade.

A principal medida resultante do ensaio de impacto é a energia absorvida para deformar e fraturar a amostra, que pode ser obtida pela diferença entre e altura inicial do martelo e a altura atingida pelo mesmo após o impacto.

De acordo com o Sistema Internacional (SI), a energia absorvida é expressa em termos de energia absorvida por unidade de espessura (J/mm) ou unidade de área (J/mm²). Também pode ser dada em kgf.mm.

Outra medida importante relacionada ao ensaio de impacto com amostra entalhada, e mais significativo quando realizado em um intervalo amplo de temperaturas, é a temperatura na qual ocorrer a transição dúctil-frágil em materiais que apresentam esse fenômeno, além de ser empregado na verificação do efeito da temperatura na tenacidade em diversos tipos de materiais.

Desse modo, o emprego dos ensaios de impacto atua significantemente na seleção de materiais para engenharia através das curvas de temperatura de transição, que relacionam a energia absorvida no impacto com a temperatura do corpo de prova.

A curva de transição dúctil-frágil é influenciada por diversos fatores, entre eles a estrutura cristalina, composição química, tratamentos térmicos e conformação mecânica dos materiais.

A maioria dos polímeros e cerâmicas também apresentam transição dúctil-frágil, entretanto para as cerâmicas, essa transição é observada apenas em temperaturas elevadas, ordinariamente acima de 1000 °C.

Para polímeros, além da temperatura, a velocidade de ensaio, a umidade relativa do ar e as tensões residuais do processo de moldagem também devem ser controladas para a obtenção de resultados adequados e condizentes com a aplicação do componente.

Corpos de prova moldados tem resistência inferior a corpos de prova de injeção. Grau de cristalinidade e massa molar são parâmetros estruturais que influenciam na resistência ao impacto.

O CCDM conta com infraestrutura completa para a realização desses ensaios de impacto e avalia as seguintes normas: ASTM E23, ASTM D256 (Izod), ISO 180 (Izod), ASTM F648 (Izod), ASTM D6110 (Charpy) e ISO 179 (Charpy). Além disso, testes tipo Charpy e Izod entre -80 °C a 150 °C são oferecidos pelo CCDM.

Entre em contato conosco para saber mais sobre os ensaios de impacto que são realizados em nossos laboratórios

 

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