Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

definida como aquela temperaturta na qual a energia CEV (ou "CVN") assume algum valor (por
exemplo, 20 J ou 15 ft-lb), ou correspondente a alguma dada aparência de fratura (por exemplo,
50% fratura fibrosa). Os assuntos se complicam mais ainda porquanto uma diferente temperatura de
transição pode ser obtida para cada um desses critérios. Talvez a mais conservadora temperatura de
transição dútil-a-frágil é aquela na qual a superfície de fratura se torna 100% fibrosa; nesta base, a
temperatura de transição é aproximadamente 110 o C (230 o F) para aço liga que é o assunto da
Figura 8.14.
Estruturas construídas a partir de ligas que exibem este comportamento dútil-a-frágil
deveríam ser usadas apenas em temperaturas acima da temperatura de transição, a fim de evitart
falha frágil e catastrófica. Exemplos clássicos deste tipo de falha ocorreram, com desastrosas
consequências, durante a Segunda Guerra Mundial quando um número de navios de transporte
soldados, fora de combate, repentinamente e precipitadamente se partiram ao meio. Estes vasos
foram constrúidos com um aço liga que tinha adequada dutilidade em testes de tração à temperatura
ambiente de sala (aprox. 25 o C). As fraturas dúteis ocorreram em temperaturas ambientes
relativamente baixas, cerca de 4 o C (40 o F), na vizinhança da temperatura de transição da liga. Cada
trinca de fratura se originou em algum ponto de concentração de tensão, provavelmente em cantos
vivos ou defeitos de fabricação, cujas trincas se propagaram ao redor de toda a barrigueira ("girth")
dos navios que se partiram.
Nem todas as ligas metálicas apresentam uma transição dútil-a-frágil. Aquelas tendo
estruturas cristalinas CFC (incluindo ligas à base de alumínio e à base de cobre) remanescem dúteis
mesmo em temperaturas extremamente baixas. Entretanto, ligas CCC e HC experimentam esta
transição. Para estes materiais a temperatura de transição é sensível tanto à composição da liga
quanto à sua microestrutura. Por exemplo, o decréscimo do tamanho médio de grão de aços resulta
num abaixamento da temperatura de transição. Também, o teor de carbono tem uma influência
decisiva sobre o comportamento da energia CEV(ou "CVN")-temperatura de um aço, como
indicado na Figura 8.16.
A maioria das cerâmicas e polímeros experimentam a transição dútil-a-frágil. Para
materiais cerâmicos, a transição ocorre apenas em temperaturas elevadas, ordinariamente acima de
1000 o C (1850 o F). Este comportamento, no que se relaciona a polímeros, é discutido na Seção
16.9.
FADIGA
Fadiga é uma forma de falha que ocorre em estruturas submetidas a tensões dinâmicas e flutuantes
(por exemplo, pontes, aeronaves e componentes de máquinas). Sob estas circunstâncias é possível
para a falha ocorrer num nível de tensão consideravelmente inferior ao limite de resistência à tração
ou ao limite de escoamento para uma carga estática. O termo "fadiga" é usado porque este tipo de
falha normalmente ocorre após um prolongado período de ciclagem de tensão ou deformação.
Fadiga é importante porquanto êle é a maior causa simples de falha metais, estimada como
compreendendo aproximadamente 90% de todas as falhas metálicas; polímeros e cerâmicas (exceto