Método de teste padrão ASTM E2714-13 para teste de fadiga por fluência

No padrão "Método de teste padrão ASTM E2714-13 para teste de fadiga por fluência" desenvolvido pela Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM), as propriedades mecânicas de deformação por fadiga por fluência ou formação de trincas em materiais nominalmente homogêneos são determinadas pelo uso de teste amostras submetidas a forças uniaxiais sob condições isotérmicas. Um método de teste para determinar a resistência. Esta norma cobre testes de fadiga em taxas de deformação ou ciclos envolvendo tempos de retenção longos o suficiente para levar em conta uma resposta de deformação cíclica e ciclos de formação de trincas afetados pela fluência (e oxidação).

Este método foi concebido como um método de teste para testes de fadiga realizados para apoiar atividades como pesquisa e desenvolvimento de materiais, projeto mecânico, controle de processo e qualidade, desempenho de produto e análise de falhas. As condições cíclicas responsáveis pela deformação por fluência-fadiga e fissuração variam com o material e a temperatura para um determinado material.

O uso deste método de teste é limitado a amostras e não inclui testes de componentes, estruturas ou produtos de consumo em escala real.

Este método de teste tem como objetivo principal fornecer as propriedades do material necessárias para a avaliação de estruturas de engenharia perfeitas contendo características sujeitas a carregamentos cíclicos em temperaturas altas o suficiente para causar deformação por fluência.

Este método de teste pode ser aplicado à determinação de deformação e formação de trincas ou propriedades de nucleação como resultado de testes controlados de deformação de amplitude constante ou testes controlados de força de amplitude constante. Ele se preocupa principalmente com o teste de corpos de prova de barras redondas submetidos a carregamento uniaxial sob controle de força ou deformação.

O foco do procedimento está em testes nos quais a deformação e os danos por fluência e fadiga são criados simultaneamente em um ciclo específico. Não inclui testes de ciclo de bloco nos quais os danos por fluência e fadiga são criados sequencialmente. Os dados que podem ser determinados a partir de testes de fadiga por fluência realizados sob condições onde a deformação e os danos por fadiga por fluência ocorrem simultaneamente são os seguintes:

Resposta de deformação tensão-deformação cíclica
Resposta de deformação de fluência cíclica (ou relaxamento)
Endurecimento cíclico, resposta de amolecimento cíclico
Ciclos até a formação de uma única trinca ou múltiplas trincas nos corpos de prova

Acredita-se que uma rachadura se forma em uma amostra inicialmente não rachada quando ela nuclea e se propaga para um tamanho específico, que pode ser detectado com uma técnica específica. Para efeitos desta norma, a formação de uma fissura é evidenciada por um aumento mensurável na conformidade da amostra ou por um tamanho detectável pela técnica de redução de potencial.

Este método de teste é válido para temperaturas e taxas de deformação onde as magnitudes das tensões inelásticas dependentes do tempo (fluência) são da mesma ordem de grandeza ou maiores que a tensão inelástica dependente do tempo.

O termo inelástico é usado aqui para se referir a todas as tensões inelásticas. O termo plástico é usado aqui apenas para se referir ao componente independente do tempo (isto é, sem fluência) da tensão inelástica. Quando a taxa de tensão excede um valor, uma estimativa de engenharia útil da tensão independente do tempo pode ser obtida.

Para os fins desta norma, aplicam-se os seguintes termos e definições:

Ciclo refere-se a uma sequência repetida de valores de força total (deformação) sob carga de amplitude constante (tensão) na fadiga.
O tempo de retenção, em testes de fadiga, é a quantidade de tempo no ciclo em que a variável de teste controlada (força, deformação, deslocamento) permanece constante ao longo do tempo. Os tempos de espera são geralmente colocados no maior estresse ou deformação em tensão ou pressão, mas também podem ser colocados em outros locais dentro do ciclo.
O período total do ciclo refere-se ao tempo necessário para completar um ciclo. O tempo total do ciclo é a soma do tempo de retenção e do tempo de não retenção.
Um diagrama de histerese é um caminho tensão-deformação durante um ciclo.
O módulo de elasticidade inicial é o módulo de elasticidade determinado durante a porção de carregamento do primeiro ciclo.
O módulo de elasticidade no ciclo N é a média do módulo de elasticidade determinado durante a parte de carga crescente e a parte de carga decrescente do diagrama de histerese para o enésimo ciclo.
A faixa de tensão é a diferença entre as tensões máxima e mínima. Para testes de fadiga por fluência, a diferença entre as tensões máxima e mínima é chamada de faixa de tensão de pico. Para testes conduzidos sob controle de deformação, a diferença entre as tensões nos pontos onde o parâmetro de controle é invertido é chamada de faixa de tensão relaxada.

O teste de fadiga por fluência é geralmente realizado em temperaturas elevadas e envolve a aplicação sequencial ou simultânea de condições de carga necessárias para produzir deformação/dano cíclico que é amplificado pela deformação/dano por fluência, ou vice-versa.

A menos que tais testes sejam realizados em vácuo ou num ambiente inerte, a oxidação também pode ser responsável por efeitos de interferência significativos relacionados com a acumulação de danos. Os objetivos dos testes de fadiga por fluência são determinar:

Dados de entrada de avaliação para análise de deformações e danos em estruturas de engenharia operando em altas temperaturas
Validação da deformação estrutural e eficácia do modelo de danos
Caracterização de material
Dados de propriedades materiais para o desenvolvimento e verificação de regras para novas construções e avaliação de vida útil de componentes de alta temperatura submetidos a serviço cíclico em baixas frequências ou com períodos de operação fixos, ou ambos

Entre os numerosos estudos de testes, medições, análises e avaliações que fornece para empresas de diversos setores, nossa organização também fornece serviços de testes definidos na norma "ASTM E2714-13 Standard test method for fluência e fadiga", com uma equipe treinada e especializada e equipamentos tecnológicos avançados.