Oppsummering av viktige og interessante funn

Nos métodos normalizados de ensaios utilizando a Integral J como parâmetro de tenacidade, são impostos certas condições quanto ao posicionamento dos pontos de dados versus ∆a que podem ser facilmente satisfeitas caso a extensão da trinca seja monitorada continuamente durante toda a execução do ensaio. Possibilitando caso se utilize apenas a técnica de um CDP para a obtenção de toda a curva de tenacidade J-R; assim, em decorrência da necessidade de pequenos incrementos de propagação de trinca, necessita-se a aplicação de técnicas mais avançadas que a originalmente desenvolvida.

A partir destas constatações, levaram à elaboração de processos mais sofisticados, eles vêm obtendo maior destaque no campo da tecnologia de ensaios da MFEP, são eles:

- Variação da Flexibilidade Elástica VFE; - Normalização Linear da Carga NLC; - Queda de Potencial Elétrico QPE;

Os mesmos são mais rápidos e menos afetados pela não homogeneidade natural dos materiais, minimizando-se assim a variedade das curvas J-R possibilitando o uso de um único CDP para o levantamento da curva J-R completa.

2.13.1 Múltiplos corpos de prova

Técnica que consiste em carregar diversos CDP’s idênticos em diferentes níveis de deslocamento monotônico crescente. Sendo posteriormente realizada a determinação da propagação da trinca através do realce dos contornos destas (geralmente por meio de aquecimento em atmosfera oxidante), seguida por uma análise óptica dos níveis de propagação, técnica desenvolvida e discutida por Begley e Landes (1974) e utilizada até os dias de hoje.

Apesar de muito precisa e confiável, esta técnica apresenta algumas desvantagens consideráveis, tal como, ser um ensaio que ocupa um tempo demasiado dos equipamentos de ensaios, sendo assim muito trabalhosa, e por ser uma técnica destrutiva, necessita de muito material, tornando-se um meio de se obter resultados relativamente caros. Como se não bastasse estes empecilhos, por se ensaiar vários espécimes existe uma grande influência da não homogeneidade das propriedades do material, de tal forma que interfere na eficácia dos parâmetros do ensaio e consequentemente nos resultados.

desvantagens acima, como, diminuir a influência do operador e técnicas mais rápidas que não sejam afetadas pela não homogeneidade do material. Sendo assim desenvolvidos métodos em que se utiliza somente um único CDP para o levantamento de uma curva J-R completa. Técnica da qual foi utilizada neste trabalho e será citada a seguir, no tópico 2.13.2.

2.13.2 Variação da flexibilidade elástica (VFE)

Neste método, o comprimento da trinca é calculado em intervalos regulares durante todo o ensaio acompanha simultaneamente dois parâmetros:

- descarregamento parcial do CDP; - medida de sua Flexibilidade.

Visto que se trata da inclinação da curva “CARGA x DESLOCAMENTO”, normalizada pelo módulo de elasticidade E e considerando a espessura B, do CDP (CLARKE et al., 1976).

Quando a trinca cresce, o CDP torna-se mais “flexível” e este aumento da flexibilidade é então associado ao incremento da extensão dúctil da trinca, por meio de ciclos sucessivos de descarregamento e carregamento parciais. Para tanto, o método tem algumas restrições, como os ciclos de descarregamento e carregamento devem sempre ocorrer elasticamente, para que se possa ter a inclinação destas retas e consequentemente os respectivos módulos e elasticidade, como podem ser notados na Figura 43.

Figura 43 – Curva tensão deformação vista durante o ensaio de variação da flexibilidade elástica Fonte: Anderson (2005)

Pequenos descarregamentos, da ordem de 10% do valor da carga máxima, não afetam os resultados do ensaio (CLARKE, 1991) comprovando assim a viabilidade do método. Se empregados sistemas de aquisição e análise de dados acoplados a computadores, o tempo de levantamento de uma curva J-R completa se reduz de 4-5 horas, se realizado pela técnica dos múltiplos CDP’s, para de 20-30 minutos quando realizado pelo método da variação da flexibilidade elástica.

Algumas dificuldades relativas a este método têm origem básica nos efeitos de plasticidade da grande maioria dos materiais metálicos estruturais ensaiados, características dos metais com alta ductilidade. A ocorrência de tunelamento na frente da trinca causa dois problemas, a super-estimativa de J e a sub-estimativa dos valores de propagação dúctil da trinca. Mediante a este empecilho Vassilaros, Joyce e Gudas (1980), propuseram a diminuição do efeito de plasticidade do material por meio da inserção de um entalhamento lateral nos CDP’s. A introdução deste entalhe lateral da ordem de 20% chamado de “SIDE GROOVE” na espessura do CDP minimiza o efeito de tunelamento, produzindo frentes retas de propagação, devido ao maior confinamento plástico e eliminação da condição de dominância de um estado de tensão plana que sempre é estabelecida nas bordas laterais dos CDP’s. Aumentando assim o grau de correlação entre os valores preditos de propagação e aqueles fisicamente mensurados e consequentemente levando a maior confiabilidade na utilização da técnica.

A detecção de valores negativos de nível de propagação dúctil de trincas constitui um fenômeno comum nos ensaios utilizando a técnica de variação de flexibilidade elástica, acredita-se que esses são devidos a diversos fatores sendo os mais comuns:

- fricção e atrito naqueles pontos críticos de contato, - desalinhamento do dispositivo de carregamento; - deformação elástica do mesmo;

- forte interação inicial entre os pontos de contacto acima referidos; - mau balanceamento;

- não zeragem dos dispositivos eletrônicos; - efeitos físicos de arredondamento e estiramento;

Um outro problema característico são os problemas de fadiga, devida à repetida aplicação de descarregamentos mecânicos durante ensaios, usando a Técnica de Variação de Flexibilidade Elástica (ROSENTHAL; TOBLER; PURTSCCHER, 1990).

Este método tem importante aplicação em ensaios de CDP’s imersos em ambientes agressivos ou corrosivos que possuem as mais diversas condutividades elétricas, pois se comparado aos outros métodos não exige correções ou recalibrações.

Para a aplicação desta técnica temos como equipamento básico um condicionador de sinais de célula de carga, um de deslocamento (LVDT do pistão), um de deformação via extensômetro e um amplificador eletronicamente estável.

As curvas J-R’s são obtidas também através de métodos numéricos, por meio de softwares desenvolvidos que simulam a propagação da trinca conforme a aplicação de carga, estes serão os métodos para se obter resultados de comparação para os aços que serão discutidos neste trabalho.