Teste Charpy

Descrição

O ensaio é realizado em pêndulo de impacto . O corpo de prova é fixado num suporte, na base da máquina. O martelo do pêndulo - com uma borda de aço endurecido de raio específico - é liberado de uma altura pré-definida, causando a ruptura do corpo de prova pelo efeito da carga instantânea. A altura de elevação do martelo após o impacto dá a medida da energia absorvida pelo corpo de prova.

O teste pode ser conduzido em temperatura ambiente ou em temperaturas mais baixas para testar a fragilização do material por efeito de baixa temperatura.

No ensaio Charpy o corpo de prova é bi-apoiado como uma viga simples , com um entalhe central. O corpo de prova é posicionado de forma que o entalhe fique na face oposta à face de impacto. O posicionamento do entalhe é tal que o impacto ocorre na região de maior tensão - a seção transversal média do corpo de prova.

Corpos de Prova

Os corpos de podem ser de diferentes tipos e dimensões dos entalhes.

A norma americana E23 especifica os tipos. Eles são divididos em três grupos , a saber: A , B e C . Todos possuem as mesmas dimensões . A seção transversal é quadrada com 10 mm de lado e o comprimento é de 55 mm.

O entalhe é executado no ponto médio do comprimento e pode ter 3 diferentes formas, em V em forma de fechadura e em U invertido, que correspondem aos grupos A, B e C respectivamente (ver figura).

Recomendações gerais com respeito aos entalhes

Entalhes mais profundos ou agudos, Charpy A, são indicados para teste de materiais mais dúcteis ou quando se usam menores velocidades no teste. As duas condições favorecem a ruptura frágil.

Para ferros fundidos e metais fundidos sob pressão o corpo de prova não necessita de entalhe.

Outras variações para os corpos de prova

Variações do corpo de prova do ensaio Charpy são adotadas por algumas normas internacionais. Assim são o corpo de prova Mesnager, semelhante ao corpo Charpy tipo C com profundidade de entalhe reduzida e o corpo de prova Schnadt, com cinco diferentes geometrias de entalhe. No corpo Schnad um pino de aço é posicionado dentro do entalhe para a execução do teste. O pino previne o aparecimento de tensões de compressão no impacto. (ver figura)

Em todas as situações de corpos de prova especiais, existe a dificuldade de estabelecer equivalência de resultados.

Vantagens do método

A principal vantagem do teste Charpy com entalhe é que o teste é simples e o corpo de prova é barato e pequeno.

O teste pode ser executado em diversos campos de temperaturas, incluindo faixas de temperatura abaixo da ambiente.

Além disto o corpo de prova é adequado para medir as diferenças de comportamento para materiais de baixa resistência ao impacto como os aços estruturais.

O teste é usado para comparar a influência de elementos de liga e tratamentos térmicos no comportamento do entalhe. Freqüentemente é usado para fins de controle de qualidade e de aprovação de materiais.

Principais Normas para o teste

ABNT

• NBRNM 281-1 (11/2003) Materiais metálicos - Parte 1: Ensaio de impacto por pêndulo Charpy
• NBR NM281-2 (11/2003) Materiais metálicos - Parte 2: Calibração de máquinas de ensaios de impacto por pêndulo Charpy
• NBR6157 (12/1988) Materiais metálicos - Determinação da resistência ao impacto em corpos-de-prova entalhados simplesmente apoiados

Outras

ASTM

• E23-05 Standard Test Methods for Notched Bar Impact Testing of Metallic Materials (2005) (cobre Charpy e Izod)
• F2231-02e1 Standard Test Method for CHARPY Impact Test on Thin Specimens of Polyethylene Used in Pressurized Pipes (2002)

ISO

• ISO 148-1, Metallic materials - Charpy pendulum impact test - Part 1: Test method (rev. 2006)
• ISO 148-3,Metallic materials - Charpy pendulum impact test - Part 3: Preparation and characterization of Charpy V reference test pieces for verification of test machines (1998)
• ISO/TR 7705, Guidelines for specifying Charpy V-notch impact prescriptions in steel specifications(1999)
• ISO 5754, Sintered metal materials, excluding hardmetals; Unnotched impact test piece (1978)

DIN

• DIN 50115, Notched bar impact testing of metallic materials using test pieces other than ISO test pieces (1991)
• DIN 51222, Materials testing machines - Impact test - Particular requirements on pendulum impact testing machines with a capacity of nominal energy <= 50 J and verification (1995)
• DIN EN 10045-1, Charpy impact test on metallic materials; part 1: test method (1991); versão alemã da EN10045-1:1990
• DIN EN 10045-2,
• Metallic materials; Charpy impact test; part 2: verification of the testing machine (pendulum impact) (1193); versão alemã da EN 10045-2:1992
• DIN EN ISO 14556, Steel - Charpy V-notch pendulum impact test - Instrumented test method (ISO 14556:2000); versão alemã da EN ISO 14556:2000 (2000)
• DIN ISO 5754,Sintered metal materials, excluding hardmetalls; unnotched impact test piece; igual a ISO 5754:1978