Método de teste padrão ASTM E604-18 para teste dinâmico de rasgo de materiais metálicos

A norma “ASTM E604-18 Método de teste padrão para teste de rasgo dinâmico de materiais metálicos” desenvolvido pela Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM) descreve o método de teste de rasgo dinâmico (DT) usando amostras com espessura de 5 mm a 16 mm . Este método de teste é válido para materiais com espessura mínima de 5 mm.

O procedimento de lâmina prensada descrito para afiar a ponta de corte geralmente limita este método de teste a materiais com um nível de dureza inferior a 36 HRC. A definição de 36 HRC é um número de dureza Rockwell de 18 na escala Rockwell C, conforme definido na norma “ASTM E24-36 Standard test methods for Rockwell hardness of metal materials”.

As definições de termos de teste mecânico na norma “ASTM E6-07 Standard terminology for Mechanical Test Methods” se aplicam a este método de teste. Além disso, para os fins desta norma, aplicam-se os seguintes termos e definições:

A energia dinâmica do rasgo refere-se à energia total necessária para quebrar amostras dinâmicas de rasgo testadas de acordo com as disposições deste método de teste. Nas máquinas do tipo pêndulo, a energia dinâmica de ruptura é a diferença entre a energia potencial inicial e final do pêndulo ou pêndulos. Nas máquinas de queda de peso, a energia dinâmica de ruptura é a diferença entre a energia potencial inicial do martelo e a energia final do martelo, conforme determinado por um sistema de medição de energia calibrado.
Fratura por cisalhamento refere-se à quantidade de superfície de fratura na amostra que falha no modo de cisalhamento (estável) e é expressa como uma porcentagem. A seção líquida pode ser a área da seção transversal líquida antes da fratura ou a área do plano de projeção da superfície da fratura.

O teste de rasgo dinâmico envolve uma viga entalhada de borda única sendo carregada por impacto em flexão de três pontos e a energia de rasgo dinâmica é registrada. Amostras de lágrimas dinâmicas são quebradas por pêndulos ou máquinas de peso em queda.

O valor dinâmico da energia do rasgo é uma medida da resistência à fratura de propagação rápida. Em muitas aplicações, a resistência aprimorada que pode se desenvolver durante a extensão da trinca desde um entalhe agudo até aproximadamente uma espessura de placa é de grande interesse. O método de teste fornece um caminho de fratura suficientemente longo para que os resultados sirvam como uma medida desta propriedade.

As superfícies de fratura de aços não austeníticos testadas na zona de transição de temperatura apresentam áreas que parecem brilhantes e áreas que parecem opacas. As áreas brilhantes e de aparência facetada são chamadas de fraturas de clivagem, e as áreas de aparência opaca são chamadas de fraturas de cisalhamento, dependendo dos modos de fratura relevantes na microescala.

Este método de teste pode servir aos seguintes propósitos:

Em pesquisa e desenvolvimento, avaliar os efeitos de variáveis metalúrgicas, como composição, processamento ou tratamento térmico, ou processos de fabricação, como conformação e soldagem, na resistência dinâmica à fratura por cisalhamento de materiais novos ou existentes.
Na avaliação de serviço, determinar a adequação de um material para uma aplicação específica somente quando for estabelecida uma correlação entre a energia dinâmica de ruptura e o desempenho em serviço.
Realizar o controle de qualidade da produção quando são solicitadas informações, especificações de aceitação e energia dinâmica mínima de rasgo. Uma discussão detalhada da base para determinar tais valores mínimos em um caso particular está além do escopo deste método de teste.

A máquina de ensaio utilizada nestes ensaios deve ser do tipo pêndulo ou de queda de peso com capacidade mais que suficiente para quebrar a amostra com um único impacto. Valores de energia dinâmica de rasgo acima de 802 por cento da energia potencial inicial do impacto são inválidos.

A capacidade necessária para realizar testes dinâmicos de ruptura na maioria dos aços é de 16 J para amostras de 2700 mm e 5 J para amostras de 700 mm de espessura. A capacidade necessária para realizar testes dinâmicos de ruptura em ferros fundidos e ligas de alumínio é inferior a 20% dos valores fornecidos acima para a maioria dos aços.

Os testes podem ser realizados em velocidades que variam de 4,0 a 8,5 m/s. A velocidade deve ser especificada como a velocidade entre o atacante e a amostra no momento do impacto. Esta faixa de velocidade corresponde à velocidade dos martelos lançados de alturas de 0,8 a 3,7 m.

A máquina de impacto deve possuir escala calibrada, gráficos ou indicador de leitura direta dos valores de energia inicial e final ou da diferença entre os valores de energia inicial e final. A escala, gráfico ou indicador de leitura direta é dividido para que os valores dinâmicos da energia do rasgo possam ser estimados dentro dos incrementos dados na norma.

O erro no valor da energia dinâmica do rasgo devido a um erro no pêndulo ou na queda do peso, ou um erro na altura da queda, não deve exceder 1 por cento. O vento e o atrito podem ser compensados aumentando a altura de queda, caso em que a altura não pode exceder o valor nominal em mais de 2,0 por cento.

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