DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE ENCRUAMENTO DE METAIS ATRAVÉS DA MORFOLOGIA DAS IMPRESSÕES DE DUREZA NA ESCALA MACROSCÓPICA

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1 PR UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ CAMPUS DE CURITIBA DEPARTAMENTO DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA E DE MATERIAIS - PPGEM GUSTAVO LUIZ CIPRIANO DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE ENCRUAMENTO DE METAIS ATRAVÉS DA MORFOLOGIA DAS IMPRESSÕES DE DUREZA NA ESCALA MACROSCÓPICA VOLUME 2 CURITIBA NOVEMBRO

2 GUSTAVO LUIZ CIPRIANO DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE ENCRUAMENTO DE METAIS ATRAVÉS DA MORFOLOGIA DAS IMPRESSÕES DE DUREZA NA ESCALA MACROSCÓPICA Dissertação apresentada como requisito parcial à obtenção do título de Mestre em Engenharia, do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais, Área de Concentração em Engenharia de Materiais, do Departamento de Pesquisa e Pós-Graduação, do Campus de Curitiba, da UTFPR. Orientador: Prof. Giuseppe Pintaúde, Dr. CURITIBA NOVEMBRO

3 TERMO DE APROVAÇÃO GUSTAVO LUIZ CIPRIANO DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE ENCRUAMENTO DE METAIS ATRAVÉS DA MORFOLOGIA DAS IMPRESSÕES DE DUREZA NA ESCALA MACROSCÓPICA Esta Dissertação foi julgada para a obtenção do título de mestre em engenharia, área de concentração em engenharia de materiais, e aprovada em sua forma final pelo Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais. Prof. Giuseppe Pintaúde, Dr. Coordenador de Curso Banca Examinadora Prof. Eduardo Mauro do Nascimento, Dr. (UFTPR) Prof. Roberto Martins de Souza, Dr. (USP) Prof. Cláudio Roberto Ávila da Silva Jr., Dr. (UTFPR) Curitiba, 26 de novembro de 2008

4 iii AGRADECIMENTOS Aos meus colegas do curso, pelo grande apoio e incentivo para vencer as adversidades, além do companheirismo e amizade em todas as situações. Ao meu orientador, Prof. Dr. Giuseppe Pintaúde pelos ensinamentos, apoio amizade durante todo o projeto e a perseverança em acreditar neste trabalho e no meu potencial. Ao Prof. MSc. César Lúcio Allenstein pela ajuda nos ensaios, ensinamentos, apoio e amizade desde a minha graduação. Ao Prof. Dr. Júlio César Klein pela ajuda nos ensaios de dureza e nas microscopias. À instituição de ensino UTFPR através do seu corpo docente que transmitiram a mim vários ensinamentos técnicos e forneceu o apoio necessário para o desenvolvimento deste projeto. A minha amada esposa, Geruska, que me incentivou a continuar e me deu apoio e forças nos momentos mais difíceis. Seu sorriso, o olhar carinhoso e a compreensão nas minhas ausências me fazem amá-la cada vez mais. Aos meus pais, Luiz e Vanete, que me deram à vida e a me ensinaram a nunca desistir dos meus sonhos, sempre com humildade e perseverança. A Deus, criador de tudo. Obrigado pela vida, a inteligência e a sabedoria em utilizar meus dons para a criação de algum bem para as pessoas e a ciência.

5 iv CIPRIANO, G. L. Determinação do coeficiente de encruamento de metais através da morfologia de impressões de dureza na escala macroscópica, 2008, Dissertação (Mestrado em Engenharia) - Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, PR. RESUMO O ensaio de tração é uma importante ferramenta para a determinação das propriedades mecânicas. Ele utiliza corpos-de-prova usinados, com dimensões padronizadas e que demandam um volume de material considerável. Todos esses aspectos elevam os seus custos. Atualmente, é um dos métodos mais conhecidos e completos, utilizado para a determinação de várias propriedades mecânicas dos materiais, incluindo o coeficiente de encruamento. Essa propriedade é de extrema importância em vários segmentos da indústria. Outra forma conhecida de obter esta propriedade é realizando um ensaio de dureza, no qual a impressão fornece dados para a aplicação da Lei de Meyer. O objetivo da dissertação é avaliar a utilização de quatro modelos matemáticos propostos na literatura para determinar o coeficiente de encruamento de corpos-de-prova de Alumínio 6063-T5, Aço AISI 1020 e Aço Inoxidável AISI 316L através da medição do perfil da calota esférica obtida a partir de ensaios de dureza Brinell com penetradores de 2,5, 5,0 e 10,0mm de diâmetro. Para validar os resultados dos modelos foi realizado ensaio de tração, bem como a aplicação da Lei de Meyer para os valores do ensaio de dureza Brinell e valores obtidos na literatura. Pelo menos um dos quatro modelos matemáticos foi capaz de fornecer resultados válidos em comparação com os valores de referência, ou seja, pelo menos um dos modelos pode ser utilizado como ferramenta para a determinação do coeficiente de encruamento de metais, desde que sejam observadas certas recomendações experimentais. Palavras-chave: Coeficiente de encruamento, Dureza Brinell, Perfil de impressão.

6 v CIPRIANO, G. L. Strain hardening exponent determination of metals through the indentation morphology of hardness test under macroscopic scale, 2008, Dissertação (Mestrado em Engenharia) - Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, PR. ABSTRACT Tensile tests are an important tool to determine mechanical properties. Tensile tests samples have standardized dimensions and they demand a considerable volume of material. All of these aspects raise its costs. Currently, it is one of the most known and complete materials tests to determine a large variety of materials mechanical properties, including the strain hardening exponent. This property is of extreme importance in several industries segments. Another way to obtain this property is conducting hardness tests, which gives us data s of indentation measurements to determine the strain hardening exponent through the Meyer s Law. The objective of this the dissertation is the evaluation of four different mathematical models proposed in the literature to determine the strain hardening exponent of 6063-T5 aluminum alloy, AISI 1020 low-carbon steel and AISI 316L stainless steel, by measuring the spherical indentation profile obtained from Brinell hardness with indenters diameter of 2.5, 5.0 and 10 mm. Tensile tests were made in the same samples, Meyer s Law was applied at the Brinell hardness samples and values from the literature for the strain hardening exponent were considered to validate the results of the models. At least one of the four mathematical models was able to provide valid results compared with the reference values for each of the samples tested. This means that at least one of the models can be used as a tool for determining metals strain hardening exponent, but with some experimental recommendations. Keywords: Strain hardening exponent, Brinell hardness, Indentation profile.

7 vi SUMÁRIO VOLUME 1 RESUMO... iv ABSTRACT...v LISTA DE FIGURAS... ix LISTA DE TABELAS...xiii LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS... xiv LISTA DE SÍMBOLOS... xvi 1 INTRODUÇÃO Justificativas Importância do coeficiente de encruamento no setor automotivo Custos de Ensaios Mecânicos Projetos relacionados com a dissertação Objetivo da Dissertação REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Ensaio de Tração Módulo de elasticidade Escoamento Encruamento Ensaio de Dureza Dureza Brinell Determinação do coeficiente de encruamento pela Lei de Meyer Modelo de Hertz para o contato esfera contra plano Ensaio de Dureza Instrumentada (EDI) Histórico do EDI A importância do Pile-up e Sink-in Determinação do coeficiente de encruamento pelo perfil da impressão Modelo de MATTHEWS [38] Modelo de HILL el at [42] Modelo de TALJAT et al [44] Modelo de ALCALÁ et al [35] MATERIAIS E MÉTODOS Metodologia da dissertação Materiais ensaiados Equipamentos utilizados Procedimento experimental dos ensaios Ensaio de Tração...67

8 vii Medição do corpo-de-prova Determinação da área de seção transversal inicial Determinação do módulo de elasticidade Determinação da Tensão de Escoamento Determinação da Tensão Limite de Resistência Determinação do coeficiente de encruamento pelo Ensaio de Tração Ensaio de Dureza Brinell Medição do corpo-de-prova Determinação da força aplicada no ensaio Ensaio de dureza Brinell Determinação da dureza Brinell Determinação do coeficiente de encruamento pela Lei de Meyer Ensaio de Determinação do Perfil da Impressão Determinação do perfil da impressão Determinação da altura das bordas e da altura da impressão Determinação do coeficiente de encruamento pela equação de MATTHEWS [38] Determinação do coeficiente de encruamento pela equação de HILL et al [42] Determinação do coeficiente de encruamento pela equação de TALJAT et al [44] Determinação do coeficiente de encruamento pela equação de ALCALÁ et al [35] Avaliação dos resultados RESULTADOS Ensaio de Tração Ensaio de Dureza Ensaio para a determinação do perfil da impressão Resumo dos resultados obtidos DISCUSSÃO Relação s/h Parâmetro c² Vantagens em determinar o coeficiente de encruamento através do perfil da impressão CONCLUSÃO SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS REFERÊNCIAS VOLUME 2 RESUMO... iv ABSTRACT...v LISTA DE TABELAS... ix LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS... xi LISTA DE SÍMBOLOS... xii

9 APÊNDICE A RESULTADO DA MEDIÇÃO DOS CORPOS-DE-PROVA...1 APÊNDICE B RESULTADO DO ENSAIO DE TRAÇÃO... 5 APÊNDICE C RESULTADO DO ENSAIO DE DUREZA...19 APÊNDICE D - RESULTADO DO ENSAIO DE DETERMINAÇÃO DO PERFIL DA IMPRESSÃO ANEXO A DESENHO DO CORPO DE PROVA (ENSAIO DE TRAÇÃO) ANEXO B DESENHO DO CORPO DE PROVA (ENSAIO DE DUREZA) ANEXO C FORMULÁRIO DE MEDIÇÃO DO CORPO DE PROVA PARA ENSAIO DE TRAÇÃO...37 ANEXO D FORMULÁRIO DE MEDIÇÃO DO CORPO DE PROVA PARA ENSAIO DE DUREZA BRINELL...38 ANEXO E TABELAS DE VALORES DA DUREZA BRINELL PARA MATERIAIS METÁLICOS (NBR 6442)...39 ANEXO F GRÁFICOS FORÇA VERSUS DESLOCAMENTO DO ENSAIO DE TRAÇÃO PARA DETERMINAÇÃO DO MÓDULO DE ELASTICIDADE...42 ANEXO G GRÁFICOS FORÇA VERSUS DESLOCAMENTO DO ENSAIO DE TRAÇÃO...50 ANEXO H PERFIL DA IMPRESSÃO DOS CORPOS DE PROVA DO ENSAIO DE DUREZA...96 viii

10 ix LISTA DE TABELAS Tabela A.1 Resultado da medição diâmetro do corpo-de-prova utilizado no ensaio de tração....2 Tabela A.2 Resultado da medição da espessura do corpo-de-prova utilizado no ensaio de dureza...3 Tabela A.3 Resultado da medição da rugosidade do corpo-de-prova utilizado no ensaio de dureza...4 Tabela B.1 Módulo de elasticidade do Alumínio 6063-T Tabela B.2 Módulo de elasticidade do Aço AISI Tabela B.3 Módulo de elasticidade do Aço Inoxidável AISI 316L...6 Tabela B.4 Tensão de escoamento do Alumínio 6063-T Tabela B.5 Tensão de escoamento do Aço AISI Tabela B.6 Tensão de escoamento do Aço Inoxidável AISI 316L...9 Tabela B.7 Tensão limite de resistência do Alumínio 6063-T Tabela B.9 Tensão limite de resistência do Aço Inoxidável AISI 316L...12 Tabela B.10 Força e Logaritmo da tensão na fase plástica do ensaio de tração do Alumínio 6063-T Tabela B.11 Coeficiente de encruamento do Alumínio 6063-T Tabela B.12 Força e Logaritmo da tensão na fase plástica do ensaio de tração do Aço AISI Tabela B.13 Coeficiente de encruamento do Aço AISI Tabela B.14 Força e Logaritmo da tensão na fase plástica do ensaio de tração do Aço inoxidável AISI 316L Tabela B.15 Coeficiente de encruamento do Aço inoxidável AISI 316L...18 Tabela C.1 Dureza obtida com as esferas de 2,5, 5,0 e 10,0mm para o Alumínio 6063-T5...20

11 x Tabela C.2 Dureza obtida com as esferas de 2,5, 5,0 e 10,0mm para o Aço AISI Tabela C.3 Dureza obtida com as esferas de 2,5, 5,0 e 10,0mm para o Aço inoxidável AISI 316L Tabela C.4 Coeficiente de encruamento do alumínio 6063-T5 pelo ensaio de dureza Tabela C.5 Coeficiente de encruamento do aço AISI 1020 pelo ensaio de dureza Tabela C.6 Coeficiente de encruamento do aço inoxidável AISI 316L pelo ensaio de dureza Tabela D.1 Medidas das alturas dos perfis das impressões de dureza e os valores de n para os modelos de HILL et al [42], TALJAT et al [44], ALCALÁ et al [35] e MATTHEWS [38] obtidos com os penetradores de 2,5, 5,0 e 10,0mm para o alumínio 6063-T Tabela D.2 Medidas das alturas dos perfis das impressões de dureza e os valores de n para os modelos de HILL et al [42], TALJAT et al [44], ALCALÁ et al [35] e MATTHEWS [38] obtidos com os penetradores de 2,5, 5,0 e 10,0mm para o aço AISI Tabela D.3 Medidas das alturas dos perfis das impressões de dureza e os valores de n para os modelos de HILL et al [42], TALJAT et al [44], ALCALÁ et al [35] e MATTHEWS [38] obtidos com os penetradores de 2,5, 5,0 e 10,0mm para o aço inoxidável AISI 316L....33

12 xi LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do Paraná. ABNT NBR ASTM SI GPa MPa N kgf mm HB AISI min - Associação Brasileira de Normas Técnicas. - Norma Brasileira - American Standardization of Testing and Methods (Normalização Americana de Testes e Métodos). - Sistema Internacional de Unidades - Gigapascal - Megapascal - Newtons - Kilograma-força - Milímetro - Brinell Hardness (Dureza Brinell). - American Iron and Steel Institute (Instituto Americano de Ferro e Aço) - Minuto µm - Micrômetros CP - Corpo-de-prova

13 xii LISTA DE SÍMBOLOS e - espessura do corpo-de-prova do ensaio de dureza. F - força aplicada ao corpo-de-prova no ensaio de tração. l - comprimento final do corpo-de-prova após ensaio de tração. l 0 A 0 ε E n D d G a r m h - comprimento inicial do corpo-de-prova após ensaio de tração. - área da seção transversal inicial do corpo-de-prova. - deformação longitudinal do corpo-de-prova após ensaio de tração. - módulo de elasticidade do corpo-de-prova. - coeficiente de encruamento. - diâmetro do penetrador. - diâmetro da impressão obtida. - grau de carga da dureza Brinell. - raio da impressão. - raio do penetrador (metade do diâmetro do penetrador). - coeficiente de Meyer. - profundidade máxima de impressão. c² - grau de bordas e/ou retrações. s - altura das bordas e/ou retrações. ε el F el σ el F esc σ esc F lr σ lr F n σ n - deformação durante a fase elástica - força durante a fase elástica. - tensão durante a fase elástica. - força de escoamento do ensaio de tração. - tensão de escoamento do ensaio de tração. - força limite de resistência. - tensão limite de resistência. - força durante a fase plástica. - tensão durante a fase plástica.

14 Apêndice A RESULTADO DA MEDIÇÃO DOS CORPOS-DE-PROVA 1 APÊNDICE A RESULTADO DA MEDIÇÃO DOS CORPOS-DE- PROVA Os corpos-de-prova utilizados para o ensaio de tração foram medidos com o paquímetro. O parâmetro medido foi o diâmetro da parte útil do corpo-de-prova em três pontos distintos. Com isso obtém-se D a, D b e D c, conforme o item Após a medição dos três pontos, foi obtida a média para cada material ensaiado e esse dado será essencial para o cálculo das propriedades mecânicas obtidas pelo ensaio de tração. O valor especificado do diâmetro é de 10±0,1mm. Considerando a tolerância, o limite superior é 10,01mm e o inferior é 9,90mm, ou seja, os valores medidos que estiverem dentro desse intervalo estão corretos. A tabela A.1 apresenta os resultados obtidos para trinta e seis corpos-de-prova, sendo que cinco foram utilizados para a determinação do módulo de elasticidade e os outros trinta e um foram utilizados para a determinação da tensão de escoamento, tensão limite de resistência e o coeficiente de encruamento. Apesar de o objetivo ser realizar o ensaio em trinta corpos-de-prova, foi confeccionado o 31º para obtenção da força de interrupção do ensaio nas medições do módulo de elasticidade.

15 Apêndice A RESULTADO DA MEDIÇÃO DOS CORPOS-DE-PROVA 2 Tabela A.1 Resultado da medição diâmetro do corpo-de-prova utilizado no ensaio de tração. Alumínio 6063-T5 Aço AISI 1020 Aço Inoxidável AISI 316L D a D b D c D médio D a D b D c D médio D a D b D c D médio CP nº [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] 1 9,97 9,99 9,99 9,98 9,96 10,02 10,02 10,00 9,98 9,98 9,93 9, ,01 9,98 9,96 9,98 10,00 10,02 9,98 10,00 9,98 10,01 9,97 9,99 3 9,92 9,98 9,98 9,96 9,96 9,98 9,95 9,96 9,98 10,01 9,99 9,99 4 9,95 10,00 9,98 9,98 9,92 9,94 9,88 9,91 9,98 9,99 9,96 9,98 5 9,93 9,98 9,99 9,97 9,95 10,04 10,03 10,01 9,95 9,98 9,96 9, ,00 10,00 9,98 9,99 9,96 10,00 9,97 9,98 9,95 9,99 9,97 9,97 7 9,99 10,00 9,95 9,98 10,01 10,02 10,02 10,02 9,96 9,99 9,97 9,97 8 9,98 9,97 9,94 9,96 10,00 10,03 10,03 10,02 9,96 9,98 9,96 9, ,00 10,00 9,97 9,99 9,96 10,00 9,97 9,98 9,96 10,00 10,00 9, ,99 10,00 9,95 9,98 9,94 9,97 10,00 9,97 10,00 10,01 9,95 9, ,96 9,93 9,89 9,93 9,93 9,95 9,94 9,94 10,04 10,10 10,09 10, ,93 9,97 9,99 9,96 9,97 9,98 9,96 9,97 9,96 9,99 10,01 9, ,99 9,99 9,95 9,98 9,98 10,03 9,98 10,00 9,97 10,00 9,97 9, ,96 9,98 10,00 9,98 9,86 10,03 9,98 9,96 9,98 10,01 9,99 9, ,94 9,97 9,98 9,96 9,98 10,08 9,95 10,00 9,98 10,00 9,97 9, ,99 9,99 9,97 9,98 10,01 10,04 10,03 10,03 10,03 10,06 10,06 10, ,98 10,01 10,00 10,00 9,97 9,98 9,98 9,98 9,97 10,00 10,01 9, ,95 9,99 9,99 9,98 10,00 10,04 9,99 10,01 9,97 9,99 9,95 9, ,99 9,98 9,94 9,97 9,96 9,97 9,96 9,96 9,98 9,99 9,94 9, ,99 9,98 9,94 9,97 9,88 9,93 9,93 9,91 9,98 9,99 9,95 9, ,98 9,98 9,99 9,98 9,96 9,94 9,96 9,95 9,99 10,01 9,95 9, ,00 9,99 9,98 9,99 9,95 9,97 9,95 9,96 9,96 9,99 9,98 9, ,94 9,98 9,99 9,97 9,99 9,99 9,99 9,99 10,06 10,07 10,03 10, ,91 9,98 9,98 9,96 9,99 9,97 10,03 10,00 10,00 10,03 10,00 10, ,00 9,99 10,00 10,00 9,96 9,97 10,00 9,98 9,99 10,00 9,94 9, ,98 9,98 9,93 9,96 9,93 9,97 9,97 9,96 9,97 9,99 9,97 9, ,99 9,98 9,94 9,97 9,90 9,95 9,92 9,92 9,96 10,00 9,97 9, ,99 10,00 9,96 9,98 9,97 9,99 9,97 9,98 9,96 9,99 9,96 9, ,99 9,99 9,94 9,97 9,89 9,91 9,90 9,90 10,04 10,08 10,06 10, ,98 10,00 9,96 9,98 9,98 10,00 9,96 9,98 9,97 9,98 9,92 9, ,93 9,97 9,94 9,95 10,01 10,04 10,03 10,03 9,93 10,00 9,97 9, ,93 9,98 9,99 9,97 10,04 9,95 9,91 9,97 9,98 10,00 9,96 9, ,94 9,97 9,99 9,97 9,96 9,96 9,93 9,95 9,95 10,00 10,00 9, ,98 9,97 9,95 9,97 9,94 9,96 9,96 9,95 9,97 9,87 9,86 9, ,99 9,99 9,94 9,97 9,95 9,96 9,93 9,95 9,96 10,01 10,00 9, ,94 9,99 9,99 9,97 10,05 10,00 9,92 9,99 9,99 10,01 9,97 9,99 Já para os corpos-de-prova utilizados para o ensaio de dureza, foi medida a espessura em três pontos distintos ao longo do comprimento para a obtenção de e a, e b e e c. Após a medição dos três pontos, foi obtida a média para cada material ensaiado, definido por e média na tabela A.2 abaixo. O objetivo de

16 Apêndice A RESULTADO DA MEDIÇÃO DOS CORPOS-DE-PROVA 3 determinar a espessura do corpo-de-prova para o ensaio de dureza é apenas para verificar se está de acordo com o especificado no desenho do anexo B e certificar que a espessura é suficiente para que não ocorram deformações acentuadas que possam comprometer o resultado do ensaio de dureza através da distorção da impressão. Ao contrário do ensaio de tração, foram confeccionados apenas quinze corposde-prova de cada material devido à falta de disponibilidade de matéria-prima. Tabela A.2 Resultado da medição da espessura do corpo-de-prova utilizado no ensaio de dureza. Alumínio 6063-T5 Aço AISI 1020 Aço Inoxidável AISI 316L e a e b e c e média e a e b e c e média e a e b e c e média CP nº [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] 1 9,05 9,04 9,04 9,04 9,12 9,13 9,13 9,13 9,00 9,05 8,97 9,01 2 9,02 9,04 9,02 9,03 9,12 9,13 9,09 9,11 9,14 9,15 9,16 9,15 3 9,30 9,31 9,33 9,31 9,15 9,16 9,17 9,16 9,20 9,22 9,25 9,22 4 9,28 9,27 9,26 9,27 9,34 9,34 9,32 9,33 9,31 9,33 9,34 9,33 5 9,20 9,22 9,24 9,22 9,40 9,45 9,46 9,44 9,40 9,45 9,42 9,42 6 9,00 9,02 9,00 9,01 9,30 9,34 9,35 9,33 9,05 9,06 9,08 9,06 7 9,20 9,18 9,22 9,20 9,14 9,16 9,18 9,16 9,06 9,07 9,08 9,07 8 9,14 9,20 9,21 9,18 9,25 9,26 9,27 9,26 9,10 9,12 9,13 9,12 9 9,16 9,12 9,17 9,15 9,14 9,15 9,18 9,16 9,23 9,24 9,27 9, ,06 9,06 9,04 9,05 9,02 9,03 9,04 9,03 9,14 9,16 9,17 9, ,10 9,08 9,15 9,11 9,00 9,00 9,01 9,00 9,05 9,02 9,03 9, ,20 9,22 9,24 9,22 9,40 9,45 9,46 9,44 9,06 9,07 9,08 9, ,00 9,02 9,00 9,01 9,30 9,34 9,35 9,33 9,10 9,12 9,13 9, ,20 9,18 9,22 9,20 9,14 9,16 9,18 9,16 9,23 9,24 9,27 9, ,14 9,20 9,21 9,18 9,25 9,26 9,27 9,26 9,05 9,02 9,03 9,03 Ainda relacionado com os corpos-de-prova dos ensaios de dureza, foi obtido o valor da rugosidade da superfície superior e inferior dos corpos-de-prova na direção transversal (Ra trans) e na direção longitudinal (Ra long). De acordo com o desenho o parâmetro medido é o Ra e seu valor é de 3,2µm. Os valores encontram-se na tabela A.3 abaixo, nos quais Ra transv e Ra long foram obtidos a partir da média das medições na superfície superior e inferior. Já o valor de Ra médio foi obtido pela média entre Ra transv e Ra long. O objetivo é verificar se o acabamento da superfície está de acordo com a especificação do desenho para que não se tenha

17 Apêndice A RESULTADO DA MEDIÇÃO DOS CORPOS-DE-PROVA 4 uma superfície com rugosidade elevada capaz de comprometer os resultados do ensaio de dureza. Tabela A.3 Resultado da medição da rugosidade do corpo-de-prova utilizado no ensaio de dureza. Alumínio 6063-T5 Aço AISI 1020 Aço Inoxidável AISI 316L Ra long Ra trans Ra médio Ra long Ra trans Ra médio Ra long Ra trans Ra médio CP nº [µm] [µm] [µm] [µm] [µm] [µm] [µm] [µm] [µm] 1 1,243 1,877 1,560 0,237 0,408 0,322 0,202 0,183 0, ,500 1,887 1,693 0,286 0,289 0,287 0,173 0,249 0, ,297 1,863 1,580 0,226 0,283 0,254 0,202 0,183 0, ,952 1,727 1,339 0,214 0,332 0,273 0,173 0,249 0, ,177 1,877 1,527 0,230 0,408 0,319 0,243 0,329 0, ,500 1,873 1,687 0,286 0,296 0,291 0,179 0,229 0, ,550 1,990 1,770 0,232 0,314 0,273 0,208 0,259 0, ,903 1,300 1,102 0,230 0,325 0,277 0,221 0,246 0, ,068 1,580 1,324 0,239 0,336 0,287 0,263 0,304 0, ,323 1,403 1,363 0,208 0,327 0,267 0,238 0,256 0, ,228 1,743 1,486 0,184 0,378 0,281 0,293 0,329 0, ,906 1,303 1,105 0,250 0,408 0,329 0,221 0,246 0, ,073 1,580 1,326 0,289 0,296 0,292 0,263 0,304 0, ,323 1,407 1,365 0,234 0,314 0,274 0,238 0,256 0, ,070 1,580 1,325 0,252 0,325 0,288 0,238 0,256 0,247

18 Apêndice B - RESULTADO DO ENSAIO DE TRAÇÃO 5 APÊNDICE B RESULTADO DO ENSAIO DE TRAÇÃO Inicialmente foram realizados os ensaios para a determinação do módulo de elasticidade em cinco corpos-de-prova de cada material. Esses ensaios foram realizados até a força de 1500 kgf para o alumínio, 3500kgf para o aço AISI 1020 e 2000kgf para o aço inoxidável AISI 316L, com velocidade da máquina constante de 1mm/min e com o auxílio do extensômetro para determinação da deformação. Obtiveram-se os resultados de forma gráfica conforme apresentados nos anexos F e G. Levando em consideração os valores dos diâmetros médios obtidos no apêndice A, os valores de força (F el1 e F el2 ) e suas respectivas deformações, foram calculados os valores das tensões (σ el1 e σ el2 ) através das equações 3.2 e 3.3. Com os resultados das tensões e das deformações, o módulo de elasticidade foi determinado através da equação 3.4. A tabela B.1 abaixo apresenta os resultados obtidos para o módulo de elasticidade dos corpos de prova do alumínio 6063-T5. Lembrando que os valores das forças dos gráficos do anexo F estão em kgf e nas tabelas os valores já foram convertidos para N. Tabela B.1 Módulo de elasticidade do Alumínio 6063-T5. D médio A 0 F el1 F el2 σ el1 σ el2 ε el1 ε el2 E CP nº [mm] [mm²] [N] [N] [MPa] [MPa] [mm/mm] [mm/mm] [GPa] 3 9,96 77, , ,72 62,93 136,37 0, , ,19 4 9,98 78, , ,72 33,98 111,52 0, , ,62 5 9,97 78, , ,86 27,94 104,76 0, , ,02 6 9,99 78, , ,73 23,10 100,73 0, , ,69 7 9,98 78, , ,29 78,35 156,72 0, , ,30 Média 9,97 78, , ,06 45,26 122,02 0, , ,965 Máximo 10,00 78, , ,29 78,35 156,72 0, , ,304 Mínimo 9,93 77, , ,73 23,10 100,73 0, , ,194 Desvio Padrão 0,014 0, , ,65 24,12 23,83 0,0000 0,0000 1,614 A tabela B.2 abaixo apresenta os resultados do módulo de elasticidade dos corpos de prova do aço AISI 1020.

19 Apêndice B - RESULTADO DO ENSAIO DE TRAÇÃO 6 Tabela B.2 Módulo de elasticidade do Aço AISI D médio A 0 F el1 F el2 σ el1 σ el2 ε el1 ε el2 E CP nº [mm] [mm²] [N] [N] [MPa] [MPa] [mm/mm] [mm/mm] [GPa] 2 10,00 78, , ,50 162,23 295,45 0, , ,03 3 9,96 77, , ,63 129,33 256,88 0, , ,59 4 9,91 77, , ,54 127,05 243,37 0, , , ,01 78, , ,07 103,62 185,11 0, , ,73 6 9,98 78, , ,38 147,09 216,00 0, , ,69 Média 9,97 78, , ,02 133,87 239,36 0, , ,379 Máximo 10,03 78, , ,50 162,23 295,45 0, , ,689 Mínimo 9,89 76, , ,07 103,62 185,11 0, , ,862 Desvio Padrão 0,032 0, , ,92 22,14 41,71 0, , ,234 A tabela B.3 abaixo apresenta os resultados do módulo de elasticidade dos corpos de prova do aço inoxidável AISI 316L. Tabela B.3 Módulo de elasticidade do Aço Inoxidável AISI 316L. D médio A 0 F el1 F el2 σ el1 σ el2 ε el1 ε el2 E CP nº [mm] [mm²] [N] [N] [MPa] [MPa] [mm/mm] [mm/mm] [GPa] 20 9,97 78, , ,33 81,77 150,28 0, , , ,98 78, , ,73 49,85 90,43 0, , , ,98 78, , ,14 43,62 88,34 0, , , ,05 79, , ,38 54,38 93,56 0, , , ,01 78, , ,30 40,59 81,72 0, , ,68 Média 9,98 78, , ,58 54,04 100,87 0,00 0,00 211,297 Máximo 10,08 79, , ,33 81,77 150,28 0,00 0,00 228,370 Mínimo 9,86 76, , ,30 40,59 81,72 0,00 0,00 195,899 Desvio Padrão 0,035 0, , ,39 16,40 27,96 0,0001 0, ,982 Para determinação das outras propriedades mecânicas, os ensaios foram realizados com os outros 30 corpos de prova, até a ruptura. A velocidade da máquina foi de 5mm/min, sem a utilização de extensômetro. Obtiveram-se os resultados de forma gráfica conforme apresentados no anexo G. A tensão de escoamento foi determinada levando-se em consideração os valores dos diâmetros médios obtidos no apêndice A e o valor da força durante a fase de escoamento (F esc ) obtido através dos gráficos do anexo G pelo método offset. Para calcular a tensão de escoamento (σ esc ) foi utilizada a equação 3.5. A tabela B.4 abaixo apresenta os resultados obtidos para o alumínio 6063-T5.

20 Apêndice B - RESULTADO DO ENSAIO DE TRAÇÃO 7 Tabela B.4 Tensão de escoamento do Alumínio 6063-T5. D médio A 0 F esc σ esc CP nº [mm] [mm²] [N] [MPa] 1 9,98 78, ,22 172,27 8 9,96 77, ,58 192,18 9 9,99 78, ,08 178, ,98 78, ,08 179, ,93 77, ,87 179, ,96 77, ,02 179, ,98 78, ,08 179, ,98 78, ,29 181, ,96 77, ,29 181, ,98 78, ,44 174, ,00 78, ,87 177, ,98 78, ,65 175, ,97 78, ,65 176, ,97 78, ,59 175, ,98 78, ,44 174, ,99 78, ,87 177, ,97 78, ,08 179, ,96 77, ,24 181, ,00 78, ,12 175, ,96 77, ,44 174, ,97 78, ,58 167, ,98 78, ,04 161, ,97 78, ,37 165, ,98 78, ,66 159, ,95 77, ,31 165, ,97 78, ,14 172, ,97 78, ,22 197, ,97 78, ,72 160, ,97 78, ,94 162, ,97 78, ,31 156,91 Média 9,97 78, ,21 174,458 Máximo 10,00 78, ,22 197,293 Mínimo 9,93 77, ,31 156,913 Desvio Padrão 0,014 0, ,71 9,107 A tabela B.5 abaixo apresenta os resultados da tensão de escoamento obtidos para o aço AISI 1020.

21 Apêndice B - RESULTADO DO ENSAIO DE TRAÇÃO 8 Tabela B.5 Tensão de escoamento do Aço AISI D médio A 0 F esc σ esc CP nº [mm] [mm²] [N] [MPa] 1 10,00 78, ,81 410, ,02 78, ,07 446, ,02 78, ,31 436,15 9 9,98 78, ,53 442, ,97 78, ,46 414, ,94 77, ,44 429, ,97 78, ,22 424, ,00 78, ,62 387, ,00 78, ,53 440, ,03 78, ,35 406, ,98 78, ,35 410, ,01 78, ,68 413, ,96 77, ,98 523, ,91 77, ,46 418, ,95 77, ,01 423, ,96 77, ,98 524, ,99 78, ,86 446, ,00 78, ,86 446, ,98 78, ,07 450, ,96 77, ,22 513, ,92 77, ,41 399, ,98 78, ,48 409, ,89 76, ,50 390, ,98 78, ,68 503, ,03 78, ,95 372, ,97 78, ,95 377, ,95 77, ,98 436, ,95 77, ,65 519, ,95 77, ,62 391, ,99 78, ,56 499,57 Média 9,97 78, ,45 436,967 Máximo 10,03 78, ,98 524,206 Mínimo 9,89 76, ,95 372,597 Desvio Padrão 0,032 0, ,17 44,437 A tabela B.6 abaixo apresenta os resultados da tensão de escoamento obtidos para o aço inoxidável AISI 316L.

22 Apêndice B - RESULTADO DO ENSAIO DE TRAÇÃO 9 Tabela B.6 Tensão de escoamento do Aço Inoxidável AISI 316L. D médio A 0 F esc σ esc CP nº [mm] [mm²] [N] [MPa] 1 9,96 77, ,07 364,06 2 9,99 78, ,55 341,20 3 9,99 78, ,10 348,67 4 9,98 78, ,30 340,30 5 9,96 77, ,86 361,40 6 9,97 78, ,40 368,88 7 9,97 78, ,78 356,97 8 9,97 78, ,77 345,23 9 9,99 78, ,98 346, ,99 78, ,30 377, ,08 79, ,31 345, ,99 78, ,44 338, ,98 78, ,54 367, ,99 78, ,95 375, ,98 78, ,77 344, ,05 79, ,53 349, ,99 78, ,55 340, ,97 78, ,62 371, ,97 78, ,07 363, ,98 78, ,21 362, ,98 78, ,40 368, ,98 78, ,98 347, ,97 78, ,10 350, ,06 79, ,16 372, ,96 77, ,31 353, ,97 78, ,95 377, ,98 78, ,10 349, ,98 78, ,95 375, ,99 78, ,31 351, ,99 78, ,95 375,34 Média 9,98 78, ,64 357,684 Máximo 10,08 79, ,16 377,175 Mínimo 9,86 76, ,44 338,558 Desvio Padrão 0,035 0, ,54 12,890 A tensão limite de resistência é a tensão relacionada à maior força que o corpode-prova pode resistir, ou seja, graficamente corresponde ao ponto de maior força do gráfico. A tensão limite de resistência foi determinada levando-se em consideração os valores dos diâmetros médios obtidos no apêndice A e o valor da força máxima (F lr ) encontrada nos gráficos do anexo G. Para calcular a tensão limite

23 Apêndice B - RESULTADO DO ENSAIO DE TRAÇÃO 10 de resistência (σ lr ) foi utilizada a equação 3.6. A tabela B.7 abaixo apresenta os resultados obtidos para o alumínio 6063-T5. Tabela B.7 Tensão limite de resistência do Alumínio 6063-T5. D médio A 0 F lr σ lr CP nº [mm] [mm²] [N] [MPa] 1 9,98 78, ,43 235,05 8 9,96 77, ,10 234,98 9 9,99 78, ,54 233, ,98 78, ,49 239, ,93 77, ,33 235, ,96 77, ,70 238, ,98 78, ,15 239, ,98 78, ,15 233, ,96 77, ,46 233, ,98 78, ,48 238, ,00 78, ,57 239, ,98 78, ,28 233, ,97 78, ,04 230, ,97 78, ,64 238, ,98 78, ,20 232, ,99 78, ,96 231, ,97 78, ,70 237, ,96 77, ,17 239, ,00 78, ,59 229, ,96 77, ,77 237, ,97 78, ,77 236, ,98 78, ,66 233, ,97 78, ,25 232, ,98 78, ,14 228, ,95 77, ,40 238, ,97 78, ,17 239, ,97 78, ,62 235, ,97 78, ,40 229, ,97 78, ,51 227, ,97 78, ,67 231,02 Média 9,97 78, ,21 234,832 Máximo 10,00 78, ,57 239,837 Mínimo 9,93 77, ,51 227,358 Desvio Padrão 0,014 0, ,17 3,777 A tabela B.8 abaixo apresenta os resultados da tensão limite de resistência para o aço AISI 1020.

24 Apêndice B - RESULTADO DO ENSAIO DE TRAÇÃO 11 Tabela B.8 Tensão limite de resistência do Aço AISI D médio A 0 F lr σ lr CP nº [mm] [mm²] [N] [MPa] 1 10,00 78, ,55 594, ,02 78, ,59 592, ,02 78, ,20 606,93 9 9,98 78, ,98 609, ,97 78, ,49 602, ,94 77, ,75 595, ,97 78, ,12 609, ,00 78, ,66 601, ,00 78, ,20 608, ,03 78, ,87 600, ,98 78, ,32 598, ,01 78, ,43 593, ,96 77, ,17 601, ,91 77, ,23 590, ,95 77, ,43 600, ,96 77, ,48 604, ,99 78, ,93 592, ,00 78, ,29 596, ,98 78, ,66 604, ,96 77, ,75 593, ,92 77, ,89 600, ,98 78, ,89 593, ,89 76, ,03 602, ,98 78, ,62 591, ,03 78, ,79 597, ,97 78, ,93 594, ,95 77, ,75 594, ,95 77, ,66 607, ,95 77, ,89 597, ,99 78, ,89 592,08 Média 9,97 78, ,05 598,943 Máximo 10,03 78, ,20 609,565 Mínimo 9,89 76, ,23 590,537 Desvio Padrão 0,032 0, ,27 5,845 A tabela B.9 abaixo apresenta os resultados obtidos para a tensão limite de resistência do aço inoxidável AISI 316L.

25 Apêndice B - RESULTADO DO ENSAIO DE TRAÇÃO 12 Tabela B.9 Tensão limite de resistência do Aço Inoxidável AISI 316L. D médio A 0 F lr σ lr CP nº [mm] [mm²] [N] [MPa] 1 9,96 77, ,72 635,12 2 9,99 78, ,17 624,22 3 9,99 78, ,17 623,38 4 9,98 78, ,17 625,47 5 9,96 77, ,05 640,43 6 9,97 78, ,92 640,63 7 9,97 78, ,92 640,21 8 9,97 78, ,29 629,38 9 9,99 78, ,72 632, ,99 78, ,26 640, ,08 79, ,26 628, ,99 78, ,85 631, ,98 78, ,26 640, ,99 78, ,38 641, ,98 78, ,50 629, ,05 79, ,26 632, ,99 78, ,72 631, ,97 78, ,18 638, ,97 78, ,18 638, ,98 78, ,05 638, ,98 78, ,18 637, ,98 78, ,29 628, ,97 78, ,64 630, ,06 79, ,81 638, ,96 77, ,29 630, ,97 78, ,83 637, ,98 78, ,29 627, ,98 78, ,05 637, ,99 78, ,50 629, ,99 78, ,05 637,02 Média 9,98 78, ,43 633,910 Máximo 10,08 79, ,81 641,873 Mínimo 9,86 76, ,17 623,384 Desvio Padrão 0,035 0, ,98 5,561 A determinação do coeficiente de encruamento foi realizada através da obtenção de cinco pontos de força ao longo da região plástica dos gráficos do anexo G. Com os pontos de força e seus respectivos pontos de deslocamento, calcula-se a tensão e a deformação relacionada. Os valores das tensões foram determinados levando-se em consideração os diâmetros médios obtidos no apêndice A. Como mostra a equação 3.8, é necessário o cálculo dos logaritmos das tensões e

26 Apêndice B - RESULTADO DO ENSAIO DE TRAÇÃO 13 deformações. A tabela B.10 abaixo apresenta os resultados obtidos para os logaritmos das tensões nos cinco pontos do gráfico força versus deslocamento para os corpos-de-prova de alumínio 6063-T5. Tabela B.10 Força e Logaritmo da tensão na fase plástica do ensaio de tração do Alumínio 6063-T5. A 0 F n1 F n2 F n3 F n4 F n5 a 1 a 2 a 3 a 4 a 5 CP nº [mm²] [N] [N] [N] [N] [N] [MPa] [MPa] [MPa] [MPa] [MPa] 1 78, , , , , ,57 2,34 2,36 2,38 2,39 2, , , , , , ,18 2,34 2,36 2,36 2,39 2, , , , , , ,44 2,34 2,36 2,38 2,39 2, , , , , , ,22 2,36 2,37 2,39 2,40 2, , , , , , ,31 2,35 2,37 2,38 2,39 2, , , , , , ,96 2,35 2,37 2,39 2,40 2, , , , , , ,34 2,35 2,37 2,39 2,40 2, , , , , , ,93 2,34 2,36 2,38 2,39 2, , , , , , ,18 2,34 2,36 2,37 2,39 2, , , , , , ,70 2,34 2,36 2,38 2,39 2, , , , , , ,09 2,35 2,36 2,38 2,40 2, , , , , , ,18 2,34 2,36 2,37 2,39 2, , , , , , ,79 2,34 2,36 2,37 2,38 2, , , , , , ,83 2,34 2,36 2,38 2,40 2, , , , , , ,67 2,33 2,35 2,37 2,39 2, , , , , , ,18 2,34 2,36 2,37 2,39 2, , , , , , ,70 2,34 2,36 2,38 2,39 2, , , , , , ,09 2,36 2,37 2,39 2,40 2, , , , , , ,04 2,34 2,35 2,37 2,38 2, , , , , , ,70 2,35 2,37 2,38 2,40 2, , , , , , ,58 2,35 2,37 2,38 2,40 2, , , , , , ,43 2,33 2,35 2,37 2,39 2, , , , , , ,18 2,34 2,36 2,38 2,39 2, , , , , , ,53 2,33 2,35 2,37 2,38 2, , , , , , ,70 2,34 2,36 2,38 2,40 2, , , , , , ,96 2,35 2,37 2,39 2,40 2, , , , , , ,32 2,35 2,37 2,38 2,39 2, , , , , , ,66 2,34 2,35 2,37 2,38 2, , , , , , ,40 2,33 2,35 2,37 2,38 2, , , , , , ,92 2,34 2,36 2,37 2,39 2,40 Média 78, , , , , ,36 2,34 2,36 2,38 2,39 2,40 Máximo 78, , , , , ,22 2,36 2,37 2,39 2,40 2,41 Mínimo 77, , , , , ,40 2,33 2,35 2,36 2,38 2,39 Desvio Padrão 0, ,34 248,29 276,53 244,65 259,96 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01

27 Apêndice B - RESULTADO DO ENSAIO DE TRAÇÃO 14 A tabela B.11 abaixo apresenta os resultados para o coeficiente de encruamento, considerando os logaritmos das deformações e das tensões para o alumínio 6063-T5. Tabela B.11 Coeficiente de encruamento do Alumínio 6063-T5. L n1 L n2 L n3 L n4 L n5 CP nº [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] b 1 b 2 b 3 b 4 b 5 n 1 1,63 2,44 3,25 4,06 4,88-1,50-1,32-1,20-1,11-1,03 0, ,63 2,44 3,25 4,06 4,88-1,50-1,32-1,20-1,11-1,03 0, ,63 2,44 3,25 4,06 4,88-1,50-1,32-1,20-1,11-1,03 0, ,63 2,44 3,25 4,06 4,88-1,50-1,32-1,20-1,11-1,03 0, ,63 2,44 3,25 4,06 4,88-1,50-1,32-1,20-1,11-1,03 0, ,63 2,44 3,25 4,06 4,88-1,50-1,32-1,20-1,11-1,03 0, ,63 2,44 3,25 4,06 4,88-1,50-1,32-1,20-1,11-1,03 0, ,63 2,44 3,25 4,06 4,88-1,50-1,32-1,20-1,11-1,03 0, ,63 2,44 3,25 4,06 4,88-1,50-1,32-1,20-1,11-1,03 0, ,63 2,44 3,25 4,06 4,88-1,50-1,32-1,20-1,11-1,03 0, ,63 2,44 3,25 4,06 4,88-1,50-1,32-1,20-1,11-1,03 0, ,63 2,44 3,25 4,06 4,88-1,50-1,32-1,20-1,11-1,03 0, ,63 2,44 3,25 4,06 4,88-1,50-1,32-1,20-1,11-1,03 0, ,63 2,44 3,25 4,06 4,88-1,50-1,32-1,20-1,11-1,03 0, ,63 2,44 3,25 4,06 4,88-1,50-1,32-1,20-1,11-1,03 0, ,63 2,44 3,25 4,06 4,88-1,50-1,32-1,20-1,11-1,03 0, ,63 2,44 3,25 4,06 4,88-1,50-1,32-1,20-1,11-1,03 0, ,63 2,44 3,25 4,06 4,88-1,50-1,32-1,20-1,11-1,03 0, ,63 2,44 3,25 4,06 4,88-1,50-1,32-1,20-1,11-1,03 0, ,63 2,44 3,25 4,06 4,88-1,50-1,32-1,20-1,11-1,03 0, ,63 2,44 3,25 4,06 4,88-1,50-1,32-1,20-1,11-1,03 0, ,63 2,44 3,25 4,06 4,88-1,50-1,32-1,20-1,11-1,03 0, ,63 2,44 3,25 4,06 4,88-1,50-1,32-1,20-1,11-1,03 0, ,63 2,44 3,25 4,06 4,88-1,50-1,32-1,20-1,11-1,03 0, ,63 2,44 3,25 4,06 4,88-1,50-1,32-1,20-1,11-1,03 0, ,63 2,44 3,25 4,06 4,88-1,50-1,32-1,20-1,11-1,03 0, ,63 2,44 3,25 4,06 4,88-1,50-1,32-1,20-1,11-1,03 0, ,63 2,44 3,25 4,06 4,88-1,50-1,32-1,20-1,11-1,03 0, ,63 2,44 3,25 4,06 4,88-1,50-1,32-1,20-1,11-1,03 0, ,63 2,44 3,25 4,06 4,88-1,50-1,32-1,20-1,11-1,03 0,125 Média 1,63 2,44 3,25 4,06 4,88-1,50-1,32-1,20-1,11-1,03 0,129 Máximo 1,63 2,44 3,25 4,06 4,88-1,50-1,32-1,20-1,11-1,03 0,141 Mínimo 1,63 2,44 3,25 4,06 4,88-1,50-1,32-1,20-1,11-1,03 0,120 Desvio Padrão 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,007

28 Apêndice B - RESULTADO DO ENSAIO DE TRAÇÃO 15 A tabela B.12 abaixo apresenta os resultados para os logaritmos das tensões nos cincos pontos da fase plástica considerados nos gráficos do anexo G do aço AISI Tabela B.12 Força e Logaritmo da tensão na fase plástica do ensaio de tração do Aço AISI A 0 F n1 F n2 F n3 F n4 F n5 a 1 a 2 a 3 a 4 a 5 CP nº [mm²] [N] [N] [N] [N] [N] [MPa] [MPa] [MPa] [MPa] [MPa] 1 78, , , , , ,75 2,77 2,78 2,78 2,79 2, , , , , , ,75 2,77 2,78 2,79 2,79 2, , , , , , ,55 2,79 2,79 2,80 2,80 2, , , , , , ,65 2,79 2,80 2,80 2,81 2, , , , , , ,50 2,78 2,79 2,80 2,80 2, , , , , , ,66 2,78 2,79 2,79 2,80 2, , , , , , ,47 2,79 2,80 2,80 2,81 2, , , , , , ,32 2,78 2,78 2,79 2,80 2, , , , , , ,98 2,79 2,80 2,80 2,81 2, , , , , , ,79 2,78 2,79 2,79 2,80 2, , , , , , ,03 2,78 2,78 2,79 2,80 2, , , , , , ,03 2,77 2,78 2,79 2,79 2, , , , , , ,21 2,78 2,79 2,80 2,80 2, , , , , , ,80 2,77 2,78 2,79 2,79 2, , , , , , ,03 2,78 2,79 2,79 2,80 2, , , , , , ,50 2,78 2,79 2,80 2,80 2, , , , , , ,56 2,77 2,78 2,79 2,79 2, , , , , , ,32 2,78 2,79 2,79 2,80 2, , , , , , ,50 2,79 2,79 2,80 2,80 2, , , , , , ,56 2,78 2,78 2,79 2,79 2, , , , , , ,45 2,78 2,79 2,79 2,80 2, , , , , , ,56 2,77 2,78 2,79 2,79 2, , , , , , ,85 2,78 2,79 2,80 2,80 2, , , , , , ,27 2,77 2,78 2,79 2,79 2, , , , , , ,50 2,78 2,79 2,79 2,80 2, , , , , , ,75 2,78 2,78 2,79 2,80 2, , , , , , ,66 2,78 2,78 2,79 2,80 2, , , , , , ,76 2,79 2,79 2,80 2,80 2, , , , , , ,03 2,79 2,79 2,79 2,80 2, , , , , , ,56 2,77 2,78 2,79 2,79 2,80 Média 78, , , , , ,58 2,78 2,79 2,79 2,80 2,80 Máximo 78, , , , , ,55 2,79 2,80 2,80 2,81 2,81 Mínimo 76, , , , , ,80 2,77 2,78 2,78 2,79 2,79 Desvio Padrão 0, ,25 635,15 616,77 587,98 564,50 0,01 0,01 0,01 0,01 0,00

29 Apêndice B - RESULTADO DO ENSAIO DE TRAÇÃO 16 A partir da tabela B.12, a tabela B.13 abaixo apresenta os resultados para o coeficiente de encruamento do aço AISI Tabela B.13 Coeficiente de encruamento do Aço AISI L n1 L n2 L n3 L n4 L n5 CP nº [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] b 1 b 2 b 3 b 4 b 5 n 1 1,33 1,66 1,99 2,32 2,65-1,58-1,49-1,41-1,34-1,29 0, ,56 1,95 2,34 2,73 3,13-1,51-1,42-1,34-1,27-1,22 0, ,56 1,95 2,34 2,73 3,13-1,51-1,42-1,34-1,27-1,22 0, ,56 1,95 2,34 2,73 3,13-1,51-1,42-1,34-1,27-1,22 0, ,56 1,95 2,34 2,73 3,13-1,51-1,42-1,34-1,27-1,22 0, ,56 1,95 2,34 2,73 3,13-1,51-1,42-1,34-1,27-1,22 0, ,56 1,95 2,34 2,73 3,13-1,51-1,42-1,34-1,27-1,22 0, ,56 1,95 2,34 2,73 3,13-1,51-1,42-1,34-1,27-1,22 0, ,56 1,95 2,34 2,73 3,13-1,51-1,42-1,34-1,27-1,22 0, ,56 1,95 2,34 2,73 3,13-1,51-1,42-1,34-1,27-1,22 0, ,56 1,95 2,34 2,73 3,13-1,51-1,42-1,34-1,27-1,22 0, ,56 1,95 2,34 2,73 3,13-1,51-1,42-1,34-1,27-1,22 0, ,56 1,95 2,34 2,73 3,13-1,51-1,42-1,34-1,27-1,22 0, ,56 1,95 2,34 2,73 3,13-1,51-1,42-1,34-1,27-1,22 0, ,56 1,95 2,34 2,73 3,13-1,51-1,42-1,34-1,27-1,22 0, ,56 1,95 2,34 2,73 3,13-1,51-1,42-1,34-1,27-1,22 0, ,56 1,95 2,34 2,73 3,13-1,51-1,42-1,34-1,27-1,22 0, ,56 1,95 2,34 2,73 3,13-1,51-1,42-1,34-1,27-1,22 0, ,56 1,95 2,34 2,73 3,13-1,51-1,42-1,34-1,27-1,22 0, ,56 1,95 2,34 2,73 3,13-1,51-1,42-1,34-1,27-1,22 0, ,56 1,95 2,34 2,73 3,13-1,51-1,42-1,34-1,27-1,22 0, ,56 1,95 2,34 2,73 3,13-1,51-1,42-1,34-1,27-1,22 0, ,56 1,95 2,34 2,73 3,13-1,51-1,42-1,34-1,27-1,22 0, ,56 1,95 2,34 2,73 3,13-1,51-1,42-1,34-1,27-1,22 0, ,56 1,95 2,34 2,73 3,13-1,51-1,42-1,34-1,27-1,22 0, ,56 1,95 2,34 2,73 3,13-1,51-1,42-1,34-1,27-1,22 0, ,56 1,95 2,34 2,73 3,13-1,51-1,42-1,34-1,27-1,22 0, ,56 1,95 2,34 2,73 3,13-1,51-1,42-1,34-1,27-1,22 0, ,56 1,76 1,95 2,15 2,34-1,51-1,46-1,42-1,38-1,34 0, ,56 1,95 2,34 2,73 3,13-1,51-1,42-1,34-1,27-1,22 0,083 Média 1,55 1,94 2,32 2,70 3,08-1,51-1,42-1,34-1,28-1,22 0,080 Máximo 1,56 1,95 2,34 2,73 3,13-1,51-1,42-1,34-1,27-1,22 0,092 Mínimo 1,33 1,66 1,95 2,15 2,34-1,58-1,49-1,42-1,38-1,34 0,060 Desvio Padrão 0,04 0,06 0,09 0,13 0,16 0,01 0,01 0,02 0,02 0,03 0,008

30 Apêndice B - RESULTADO DO ENSAIO DE TRAÇÃO 17 A tabela B.14 apresenta os resultados para os logaritmos das tensões nos cinco pontos do gráfico força versus deslocamento para os corpos de prova do aço inoxidável AISI 316L. Tabela B.14 Força e Logaritmo da tensão na fase plástica do ensaio de tração do Aço inoxidável AISI 316L. A 0 F n1 F n2 F n3 F n4 F n5 a 1 a 2 a 3 a 4 a 5 CP nº [mm²] [N] [N] [N] [N] [N] [MPa] [MPa] [MPa] [MPa] [MPa] 1 77, , , , , ,88 2,73 2,84 2,92 2,97 3, , , , , , ,55 2,72 2,82 2,90 2,96 3, , , , , , ,55 2,71 2,82 2,90 2,96 3, , , , , , ,55 2,71 2,82 2,90 2,96 3, , , , , , ,88 2,72 2,83 2,90 2,96 3, , , , , , ,88 2,72 2,82 2,90 2,96 3, , , , , , ,48 2,72 2,82 2,90 2,96 3, , , , , , ,55 2,71 2,82 2,88 2,96 3, , , , , , ,12 2,71 2,82 2,90 2,97 3, , , , , , ,35 2,73 2,84 2,92 2,98 3, , , , , , ,88 2,71 2,82 2,90 2,96 3, , , , , , ,12 2,71 2,82 2,90 2,97 3, , , , , , ,35 2,73 2,84 2,92 2,98 3, , , , , , ,63 2,74 2,84 2,92 2,98 3, , , , , , ,12 2,71 2,82 2,90 2,97 3, , , , , , ,88 2,72 2,82 2,91 2,97 3, , , , , , ,94 2,71 2,82 2,90 2,97 3, , , , , , ,17 2,74 2,84 2,92 2,98 3, , , , , , ,06 2,73 2,84 2,91 2,98 3, , , , , , ,35 2,73 2,84 2,92 2,98 3, , , , , , ,35 2,73 2,84 2,92 2,98 3, , , , , , ,55 2,72 2,82 2,88 2,96 3, , , , , , ,83 2,72 2,82 2,90 2,96 3, , , , , , ,82 2,73 2,84 2,91 2,98 3, , , , , , ,83 2,72 2,82 2,90 2,97 3, , , , , , ,06 2,74 2,84 2,92 2,98 3, , , , , , ,83 2,71 2,82 2,90 2,96 3, , , , , , ,06 2,73 2,84 2,92 2,97 3, , , , , , ,65 2,72 2,82 2,90 2,96 3, , , , , , ,06 2,73 2,84 2,91 2,97 3,02 Média 78, , , , , ,08 2,72 2,83 2,91 2,97 3,02 Máximo 79, , , , , ,82 2,74 2,84 2,92 2,98 3,03 Mínimo 76, , , , , ,65 2,71 2,82 2,88 2,96 3,01 Desvio Padrão 0, ,84 723, ,31 637,24 605,39 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01

31 Apêndice B - RESULTADO DO ENSAIO DE TRAÇÃO 18 A partir da tabela B.14, a tabela B.15 apresenta os resultados para o coeficiente de encruamento, considerando os logaritmos das deformações e das tensões para os corpos-de-prova do aço inoxidável AISI 316L. Tabela B.15 Coeficiente de encruamento do Aço inoxidável AISI 316L. L n1 L n2 L n3 L n4 L n5 CP nº [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] b 1 b 2 b 3 b 4 b 5 n 1 6,88 13,75 20,63 27,50 34,38-0,89-0,61-0,46-0,36-0,28 0, ,88 13,75 20,63 27,50 34,38-0,89-0,61-0,46-0,36-0,28 0, ,88 13,75 20,63 27,50 34,38-0,89-0,61-0,46-0,36-0,28 0, ,88 13,75 20,63 27,50 34,38-0,89-0,61-0,46-0,36-0,28 0, ,38 12,75 19,13 25,50 31,88-0,92-0,64-0,49-0,38-0,31 0, ,38 12,75 19,13 25,50 31,88-0,92-0,64-0,49-0,38-0,31 0, ,38 12,75 19,13 25,50 31,88-0,92-0,64-0,49-0,38-0,31 0, ,88 13,75 20,63 27,50 34,38-0,89-0,61-0,46-0,36-0,28 0, ,88 13,75 20,63 27,50 34,38-0,89-0,61-0,46-0,36-0,28 0, ,88 13,75 20,63 27,50 34,38-0,89-0,61-0,46-0,36-0,28 0, ,88 13,75 20,63 27,50 34,38-0,89-0,61-0,46-0,36-0,28 0, ,88 13,75 20,63 27,50 34,38-0,89-0,61-0,46-0,36-0,28 0, ,88 13,75 20,63 27,50 34,38-0,89-0,61-0,46-0,36-0,28 0, ,88 13,75 20,63 27,50 34,38-0,89-0,61-0,46-0,36-0,28 0, ,88 13,75 20,63 27,50 34,38-0,89-0,61-0,46-0,36-0,28 0, ,88 13,75 20,63 27,50 34,38-0,89-0,61-0,46-0,36-0,28 0, ,88 13,75 20,63 27,50 34,38-0,89-0,61-0,46-0,36-0,28 0, ,88 13,75 20,63 27,50 34,38-0,89-0,61-0,46-0,36-0,28 0, ,88 13,75 20,63 27,50 34,38-0,89-0,61-0,46-0,36-0,28 0, ,88 13,75 20,63 27,50 34,38-0,89-0,61-0,46-0,36-0,28 0, ,88 13,75 20,63 27,50 34,38-0,89-0,61-0,46-0,36-0,28 0, ,88 13,75 20,63 27,50 34,38-0,89-0,61-0,46-0,36-0,28 0, ,88 13,75 20,63 27,50 34,38-0,89-0,61-0,46-0,36-0,28 0, ,88 13,75 20,63 27,50 34,38-0,89-0,61-0,46-0,36-0,28 0, ,88 13,75 20,63 27,50 34,38-0,89-0,61-0,46-0,36-0,28 0, ,88 13,75 20,63 27,50 34,38-0,89-0,61-0,46-0,36-0,28 0, ,88 13,75 20,63 27,50 34,38-0,89-0,61-0,46-0,36-0,28 0, ,88 13,75 20,63 27,50 34,38-0,89-0,61-0,46-0,36-0,28 0, ,88 13,75 20,63 27,50 34,38-0,89-0,61-0,46-0,36-0,28 0, ,88 13,75 20,63 27,50 34,38-0,89-0,61-0,46-0,36-0,28 0,474 Média 6,83 13,65 20,48 27,30 34,13-0,89-0,62-0,46-0,36-0,28 0,481 Máximo 6,88 13,75 20,63 27,50 34,38-0,89-0,61-0,46-0,36-0,28 0,496 Mínimo 6,38 12,75 19,13 25,50 31,88-0,92-0,64-0,49-0,38-0,31 0,464 Desvio Padrão 0,15 0,31 0,46 0,61 0,76 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,009

32 Apêndice C - RESULTADO DO ENSAIO DE DUREZA 19 APÊNDICE C RESULTADO DO ENSAIO DE DUREZA Os ensaios foram realizados em quinze corpos-de-prova para cada diâmetro do penetrador esférico Brinell utilizado. Foram utilizados os penetrados esféricos de diâmetros de 2,5, 5 e 10mm, totalizando 45 ensaios para cada material. Inicialmente foram determinadas as forças aplicadas nos durômetros através da equação 3.9. Para o alumínio G=10 e para os aços AISI 1020 e aço inoxidável AISI 316L G=30 [13]. Na tabela C.1 abaixo temos o resultado da força aplicada para o ensaio. Lembrando que a equação 3.9 fornece o resultado da força em kgf e foi realizada a transformação para N. Após a realização dos ensaios de dureza Brinell, foi medido o diâmetro das impressões obtidas através de um microscópio de medição. Esse dado foi muito importante para o cálculo do coeficiente de encruamento pela Lei de Meyer. Além disso, utilizou-se o diâmetro das impressões para a determinação da dureza Brinell (HB) por meio de duas formas distintas: uma através da equação 2.17, denominada HB Eq. 2.17, e a outra diretamente através das tabelas da ABNT NBR 6442 [22], denominada HB Tabela.

33 Apêndice C - RESULTADO DO ENSAIO DE DUREZA 20 Tabela C.1 Dureza obtida com as esferas de 2,5, 5,0 e 10,0mm para o Alumínio 6063-T5. D F 2,5 d 2,5 HB HB [mm] G [kgf] [N] CP nº [mm] Eq Tabela 2, ,5 612,75 1 0,969 81,5 81,5 2 0,963 82,5 82,5 3 0,969 81,4 81,5 4 0,971 81,1 81,1 5 0,965 82,2 82,2 6 0,954 84,1 84,2 7 0,959 83,2 83,2 8 0,958 83,4 83,4 9 0,952 84,5 84,5 10 0,955 84,0 84,0 11 0,956 83,9 83,8 12 0,966 82,0 82,0 13 0,963 82,5 82,5 14 0,966 82,0 82,0 15 0,967 81,8 81,8 Média 0,962 82,7 82,7 Máximo 0,971 84,5 84,5 Mínimo 0,952 81,1 81,1 Desvio Padrão 0,006 1,091 1,092 D F 5,0 d 5,0 HB HB [mm] G [kgf] [N] CP nº [mm] Eq Tabela 5, ,98 1 1,867 88,1 88,7 2 1,936 81,7 82,3 3 1,932 82,0 82,6 4 1,935 81,7 82,4 5 2,000 76,3 76,3 6 1,855 89,2 89,7 7 1,916 83,4 84,1 8 1,974 78,4 78,7 9 1,964 79,2 79,6 10 1,975 78,3 78,6 11 1,965 79,2 79,5 12 1,946 80,8 81,3 13 1,958 79,8 80,2 14 1,952 80,3 80,7 15 1,927 82,5 83,1 Média 1,940 81,4 81,9 Máximo 2,000 89,2 89,7 Mínimo 1,855 76,3 76,3 Desvio Padrão 0,039 3,488 3,610

34 Apêndice C - RESULTADO DO ENSAIO DE DUREZA 21 D F 10,0 d 10,0 HB HB [mm] G [kgf] [N] CP nº [mm] Eq Tabela 10, ,92 1 3,800 84,9 84,9 2 4,000 76,3 76,3 3 3,900 80,4 80,4 4 3,800 84,9 84,9 5 3,800 84,9 84,9 6 3,871 81,7 81,8 7 3,896 80,6 80,8 8 3,880 81,3 81,4 9 3,769 86,4 86,3 10 3,733 88,1 87,9 11 3,825 83,8 83,8 12 3,760 86,8 86,6 13 3,705 89,5 89,1 14 3,700 89,8 89,4 15 3,753 87,1 86,9 Média 3,813 84,4 84,4 Máximo 4,000 89,8 89,4 Mínimo 3,700 76,3 76,3 Desvio Padrão 0,083 3,774 3,640 A tabela C.2 abaixo apresenta os resultados do aço AISI 1020 para a força aplicada no ensaio de dureza Brinell, o diâmetro da impressão obtida, a dureza Brinell pela equação 2.17 e a dureza Brinell pelas tabelas da ABNT NBR 6442 [22].

35 Apêndice C - RESULTADO DO ENSAIO DE DUREZA 22 Tabela C.2 Dureza obtida com as esferas de 2,5, 5,0 e 10,0mm para o Aço AISI D F 2,5 d 2,5 HB HB [mm] G [kgf] [N] CP nº [mm] Eq Tabela 2, ,5 1838,24 1 1, ,9 139,8 2 1, ,3 138,4 3 1, ,1 138,2 4 1, ,2 139,2 5 1, ,9 139,0 6 1, ,3 138,4 7 1, ,1 137,1 8 1, ,3 138,4 9 1, ,2 139,2 10 1, ,8 138,0 11 1, ,4 137,4 12 1, ,5 136,2 13 1, ,8 138,0 14 1, ,3 138,4 15 1, ,2 137,1 Média 1, ,2 138,2 Máximo 1, ,9 139,8 Mínimo 1, ,5 136,2 Desvio Padrão 0,004 0,907 0,945 D F 5,0 d 5,0 HB HB [mm] G [kgf] [N] CP nº [mm] Eq Tabela 5, ,94 1 2, ,2 142,8 2 2, ,2 145,2 3 2, ,2 144,0 4 2, ,4 145,3 5 2, ,5 145,5 6 2, ,8 146,9 7 2, ,5 146,6 8 2, ,5 147,8 9 2, ,6 146,8 10 2, ,7 148,0 11 2, ,7 148,0 12 2, ,0 147,2 13 2, ,2 148,6 14 2, ,4 147,7 15 2, ,1 147,4 Média 2, ,4 146,5 Máximo 2, ,2 148,6 Mínimo 2, ,2 142,8 Desvio Padrão 0,011 1,406 1,640

36 Apêndice C - RESULTADO DO ENSAIO DE DUREZA 23 D F 10,0 d 10,0 HB HB [mm] G [kgf] [N] CP nº [mm] Eq Tabela 10, ,76 1 4, ,2 155,4 2 4, ,3 152,1 3 4, ,3 150,3 4 4, ,9 150,8 5 4, ,2 154,6 6 4, ,5 152,2 7 4, ,7 150,6 8 4, ,5 151,3 9 4, ,7 150,6 10 4, ,0 149,0 11 4, ,8 148,9 12 4, ,1 150,1 13 4, ,0 149,0 14 4, ,8 148,9 15 4, ,1 150,1 Média 4, ,1 150,9 Máximo 4, ,2 155,4 Mínimo 4, ,8 148,9 Desvio Padrão 0,033 2,212 1,969 A tabela C.3 abaixo apresenta os resultados obtidos para a força aplicada no ensaio de dureza Brinell, o diâmetro da impressão obtida, a dureza Brinell pela equação 2.17 e a dureza Brinell pelas tabelas da ABNT NBR 6442 [22].

37 Apêndice C - RESULTADO DO ENSAIO DE DUREZA 24 Tabela C.3 Dureza obtida com as esferas de 2,5, 5,0 e 10,0mm para o Aço inoxidável AISI 316L. D F 2,5 d 2,5 HB HB [mm] G [kgf] [N] CP nº [mm] Eq Tabela 2, ,5 1838,24 1 1, ,8 181,6 2 1, ,5 181,6 3 1, ,9 181,6 4 1, ,6 181,6 5 1, ,9 181,6 6 1, ,8 181,6 7 1, ,1 182,0 8 1, ,2 183,2 9 1, ,2 183,2 10 1, ,7 181,6 11 1, ,4 181,2 12 1, ,5 181,6 13 1, ,4 183,6 14 1, ,6 181,6 15 1, ,6 181,6 Média 1, ,0 181,9 Máximo 1, ,4 183,6 Mínimo 1, ,4 181,2 Desvio Padrão 0,002 0,683 0,739 D F 5,0 d 5,0 HB HB [mm] G [kgf] [N] CP nº [mm] Eq Tabela 5, ,94 1 1, ,1 230,3 2 1, ,3 230,5 3 1, ,5 237,9 4 1, ,2 237,8 5 2, ,5 227,4 6 1, ,3 232,6 7 1, ,0 232,3 8 1, ,2 238,8 9 2, ,5 226,4 10 2, ,9 227,9 11 1, ,3 230,5 12 1, ,7 234,2 13 2, ,4 228,5 14 2, ,2 227,2 15 1, ,0 238,6 Média 1, ,8 232,1 Máximo 2, ,2 238,8 Mínimo 1, ,5 226,4 Desvio Padrão 0,017 4,203 4,436

38 Apêndice C - RESULTADO DO ENSAIO DE DUREZA 25 D F 10,0 d 10,0 HB HB [mm] G [kgf] [N] CP nº [mm] Eq Tabela 10, ,76 1 3, ,3 292,6 2 3, ,9 293,1 3 3, ,3 297,5 4 3, ,0 293,3 5 3, ,6 294,8 6 3, ,0 293,3 7 3, ,6 301,5 8 3, ,1 294,3 9 3, ,5 296,6 10 3, ,3 296,5 11 3, ,3 292,6 12 3, ,9 300,8 13 3, ,4 299,5 14 3, ,5 296,7 15 3, ,0 298,2 Média 3, ,9 296,1 Máximo 3, ,6 301,5 Mínimo 3, ,3 292,6 Desvio Padrão 0,018 3,082 2,977 A lei de Meyer permite a determinação do coeficiente de encruamento de materiais metálicos a partir dos resultados de um ensaio de dureza Brinell. O diâmetro da impressão e a força aplicada no ensaio são os dados experimentais utilizados para a aplicação na equação Para isso foram calculados os logaritmos dos diâmetros das impressões e das forças aplicadas. A tabela C.4 abaixo apresenta os resultados do coeficiente de Meyer e do coeficiente de encruamento para o alumínio 6063-T5. Além disso, na tabela também estão apresentados os valores obtidos para os logaritmos das forças e dos diâmetros através de b 1, b 2, b 3, a 1, a 2 e a 3.

39 Apêndice C - RESULTADO DO ENSAIO DE DUREZA 26 Tabela C.4 Coeficiente de encruamento do alumínio 6063-T5 pelo ensaio de dureza. b 1 b 2 b 3 CP nº a 1 a 2 a 3 m n 6,418 7,804 9, ,032 0,624 1,335 2,122 0, ,037 0,661 1,386 2,051 0, ,031 0,659 1,361 2,083 0, ,029 0,660 1,335 2,122 0, ,036 0,693 1,335 2,134 0, ,047 0,618 1,354 2,111 0, ,041 0,650 1,360 2,099 0, ,043 0,680 1,356 2,111 0, ,049 0,675 1,327 2,169 0, ,046 0,681 1,317 2,181 0, ,045 0,675 1,342 2,139 0, ,035 0,666 1,324 2,149 0, ,037 0,672 1,310 2,179 0, ,035 0,669 1,308 2,177 0, ,033 0,656 1,323 2,150 0,150 Média -0,038 0,663 1,338 2,132 0,132 Máximo -0,029 0,693 1,386 2,181 0,181 Mínimo -0,049 0,618 1,308 2,051 0,051 Desvio Padrão 0,006 0,020 0,022 0,038 0,038 O procedimento de determinação do coeficiente de Meyer e do coeficiente de encruamento para o aço AISI 1020 é semelhante ao realizado para o alumínio T5. A tabela C.5 abaixo apresenta os resultados para esses parâmetros.

40 Apêndice C - RESULTADO DO ENSAIO DE DUREZA 27 Tabela C.5 Coeficiente de encruamento do aço AISI 1020 pelo ensaio de dureza. b 1 b 2 b 3 CP nº a 1 a 2 a 3 m n 7,517 8,903 10, ,232 0,914 1,567 2,077 0, ,237 0,908 1,579 2,067 0, ,238 0,911 1,585 2,058 0, ,234 0,907 1,583 2,056 0, ,235 0,907 1,570 2,077 0, ,237 0,903 1,578 2,068 0, ,242 0,904 1,584 2,066 0, ,237 0,901 1,581 2,063 0, ,234 0,903 1,584 2,054 0, ,239 0,900 1,589 2,053 0, ,241 0,900 1,590 2,055 0, ,244 0,902 1,586 2,066 0, ,239 0,899 1,589 2,053 0, ,237 0,901 1,590 2,050 0, ,241 0,902 1,586 2,062 0,062 Média 0,238 0,904 1,583 2,062 0,062 Máximo 0,244 0,914 1,590 2,077 0,077 Mínimo 0,232 0,899 1,567 2,050 0,050 Desvio Padrão 0,003 0,004 0,007 0,008 0,008 Para o aço inoxidável AISI 316L, o procedimento de ensaio de dureza Brinell e os parâmetros a serem determinados também são semelhantes aos realizados para o alumínio 6063-T5 e para o aço AISI A tabela C.6 abaixo apresenta os resultados para esses parâmetros.

41 Apêndice C - RESULTADO DO ENSAIO DE DUREZA 28 Tabela C.6 Coeficiente de encruamento do aço inoxidável AISI 316L pelo ensaio de dureza. b 1 b 2 b 3 CP nº a 1 a 2 a 3 m n 7,517 8,903 10, ,109 0,691 1,269 2,392 0, ,110 0,690 1,268 2,395 0, ,109 0,675 1,260 2,408 0, ,110 0,676 1,268 2,395 0, ,109 0,696 1,265 2,399 0, ,109 0,686 1,268 2,394 0, ,109 0,687 1,254 2,422 0, ,106 0,674 1,266 2,390 0, ,106 0,698 1,262 2,398 0, ,110 0,695 1,262 2,406 0, ,110 0,690 1,269 2,394 0, ,110 0,683 1,255 2,422 0, ,105 0,694 1,257 2,407 0, ,110 0,697 1,262 2,407 0, ,110 0,674 1,259 2,412 0,412 Média 0,109 0,687 1,263 2,403 0,403 Máximo 0,110 0,698 1,269 2,422 0,422 Mínimo 0,105 0,674 1,254 2,390 0,390 Desvio Padrão 0,002 0,009 0,005 0,010 0,010

42 Apêndice D - RESULTADO DA DETERMINAÇÃO DO PERFIL DA IMPRESSÃO 29 APÊNDICE D - RESULTADO DO ENSAIO DE DETERMINAÇÃO DO PERFIL DA IMPRESSÃO Após a realização dos ensaios de dureza, foi feita a medição do perfil através do rugosímetro Taylor Hobson Surtronic 25, para as esferas de diâmetro 2,5mm, e do projetor de perfil Talysurf PGI, para as esferas de 5,0 e 10,0mm. Os gráficos com os perfis encontram-se no anexo H. Nos gráficos foram obtidos os valores das dimensões das bordas e das retrações, mais especificamente os valores de s e h. A tabela D.1 abaixo apresenta os resultados para as amostras de alumínio 6063-T5, com o valor do coeficiente de encruamento (n) determinado pelos modelos de MATTHEWS [38], HILL et al [42], TALJAT et al [44] e ALCALÁ et al [35]. Além disso, também foram obtidos os valores do parâmetro c² através da equação Tabela D.1 Medidas das alturas dos perfis das impressões de dureza e os valores de n para os modelos de HILL et al [42], TALJAT et al [44], ALCALÁ et al [35] e MATTHEWS [38] obtidos com os penetradores de 2,5, 5,0 e 10,0mm para o alumínio 6063-T5. Hill et al Taljat et al Alcalá et al Matthews D CP h s HB [mm] nº [um] [um] Tabela s/h c² n n n n 2, ,5 0,082 1,082 0,187 0,118 0,134 0, ,5 0,096 1,096 0,171 0,104 0,122 0, ,5 0,087 1,087 0,182 0,113 0,129 0, ,1 0,067 1,067 0,206 0,134 0,147 0, ,2 0,108 1,108 0,157 0,092 0,113 0, ,2 0,111 1,111 0,154 0,090 0,110 0, ,2 0,099 1,099 0,168 0,102 0,120 0, ,4 0,097 1,097 0,170 0,103 0,122 0, ,5 0,103 1,103 0,164 0,098 0,117 0, ,0 0,088 1,088 0,181 0,112 0,130 0, ,8 0,092 1,092 0,176 0,108 0,126 0, ,0 0,063 1,063 0,210 0,137 0,151 0, ,5 0,096 1,096 0,171 0,104 0,122 0, ,0 0,082 1,082 0,187 0,118 0,134 0, ,8 0,071 1,071 0,200 0,129 0,143 0,200 Média 82,7 0,089 1,089 0,179 0,111 0,128 0,185 Máximo 84,5 0,111 1,111 0,210 0,137 0,151 0,207 Mínimo 81,1 0,063 1,063 0,157 0,090 0,110 0,168 Desvio Padrão 1,092 0,014 0,014 0,017 0,014 0,012 0,012

43 Apêndice D - RESULTADO DA DETERMINAÇÃO DO PERFIL DA IMPRESSÃO 30 Hill et al Taljat et al Alcalá et al Matthews D CP h s HB [mm] nº [um] [um] Tabela s/h c² n n n n ,7 0,093 1,093 0,175 0,107 0,125 0, ,3 0,105 1,105 0,161 0,096 0,115 0, ,6 0,118 1,118 0,146 0,083 0,104 0, ,4 0,082 1,082 0,187 0,118 0,134 0, ,3 0,117 1,117 0,147 0,084 0,106 0, ,7 0,113 1,113 0,152 0,089 0,109 0, ,1 0,068 1,068 0,204 0,132 0,146 0,203 5, ,7 0,083 1,083 0,186 0,117 0,133 0, ,6 0,106 1,106 0,160 0,095 0,114 0, ,6 0,103 1,103 0,163 0,098 0,117 0, ,5 0,073 1,073 0,198 0,127 0,142 0, ,3 0,135 1,135 0,126 0,069 0,092 0, ,2 0,066 1,066 0,207 0,134 0,148 0, ,7 0,084 1,084 0,185 0,116 0,132 0, ,1 0,118 1,118 0,146 0,084 0,104 0,162 Média 81,9 0,098 1,098 0,170 0,103 0,121 0,179 Máximo 89,7 0,135 1,135 0,207 0,134 0,148 0,204 Mínimo 76,3 0,066 1,066 0,126 0,069 0,092 0,149 Desvio Padrão 3,610 0,021 0,021 0,024 0,020 0,017 0,017 Hill et al Taljat et al Alcalá et al Matthews D CP h s HB [mm] nº [um] [um] Tabela s/h c² n n n n ,9 0,087 1,087 0,182 0,113 0,129 0, ,3 0,076 1,076 0,195 0,124 0,139 0, ,4 0,086 1,086 0,183 0,114 0,131 0, ,9 0,082 1,082 0,187 0,118 0,134 0, ,9 0,076 1,076 0,195 0,124 0,139 0, ,8 0,064 1,064 0,209 0,137 0,149 0, ,8 0,068 1,068 0,204 0,132 0,146 0,203 10, ,4 0,059 1,059 0,215 0,142 0,154 0, ,3 0,086 1,086 0,182 0,114 0,131 0, ,9 0,066 1,066 0,206 0,134 0,148 0, ,8 0,052 1,052 0,223 0,149 0,161 0, ,6 0,074 1,074 0,197 0,126 0,141 0, ,1 0,066 1,066 0,206 0,134 0,148 0, ,4 0,084 1,084 0,185 0,116 0,132 0, ,9 0,070 1,070 0,202 0,130 0,144 0,201 Média 84,4 0,073 1,073 0,198 0,127 0,142 0,198 Máximo 89,4 0,087 1,087 0,223 0,149 0,161 0,216 Mínimo 76,3 0,052 1,052 0,182 0,113 0,129 0,187 Desvio Padrão 3,640 0,011 0,011 0,013 0,011 0,009 0,009 O procedimento de determinação do coeficiente de encruamento para o aço AISI 1020 é semelhante ao realizado para o alumínio 6063-T5. A tabela D.2 abaixo

44 Apêndice D - RESULTADO DA DETERMINAÇÃO DO PERFIL DA IMPRESSÃO 31 apresenta os resultados obtidos pelos modelos de MATTHEWS [38], HILL et al [42], TALJAT et al [44] e ALCALÁ et al [35]. Tabela D.2 Medidas das alturas dos perfis das impressões de dureza e os valores de n para os modelos de HILL et al [42], TALJAT et al [44], ALCALÁ et al [35] e MATTHEWS [38] obtidos com os penetradores de 2,5, 5,0 e 10,0mm para o aço AISI Hill et al Taljat et al Alcalá et al Matthews D CP h s HB [mm] nº [um] [um] Tabela s/h c² n n n n ,8 0,178 1,178 0,078 0,035 0,061 0, ,4 0,217 1,217 0,035 0,011 0,035 0, ,2 0,184 1,184 0,072 0,031 0,057 0, ,2 0,200 1,200 0,054 0,021 0,046 0, ,0 0,163 1,163 0,095 0,046 0,071 0, ,4 0,182 1,182 0,074 0,033 0,058 0, ,1 0,162 1,162 0,097 0,047 0,072 0,129 2, ,4 0,209 1,209 0,044 0,016 0,041 0, ,2 0,175 1,175 0,081 0,037 0,063 0, ,0 0,184 1,184 0,072 0,031 0,057 0, ,4 0,206 1,206 0,048 0,017 0,043 0, ,2 0,225 1,225 0,027 0,008 0,031 0, ,0 0,213 1,213 0,039 0,013 0,038 0, ,4 0,202 1,202 0,052 0,020 0,045 0, ,1 0,176 1,176 0,080 0,036 0,062 0,119 Média 138,2 0,192 1,192 0,063 0,027 0,052 0,108 Máximo 139,8 0,225 1,225 0,097 0,047 0,072 0,129 Mínimo 136,2 0,162 1,162 0,027 0,008 0,031 0,085 Desvio Padrão 0,945 0,020 0,020 0,022 0,013 0,013 0,014

45 Apêndice D - RESULTADO DA DETERMINAÇÃO DO PERFIL DA IMPRESSÃO 32 Hill et al Taljat et al Alcalá et al Matthews D CP h s HB [mm] nº [um] [um] Tabela s/h c² n n n n ,8 0,184 1,184 0,071 0,031 0,058 0, ,2 0,180 1,180 0,076 0,034 0,060 0, ,0 0,180 1,180 0,076 0,033 0,060 0, ,3 0,209 1,209 0,044 0,016 0,041 0, ,5 0,198 1,198 0,056 0,022 0,047 0, ,9 0,190 1,190 0,065 0,027 0,053 0, ,6 0,194 1,194 0,061 0,025 0,051 0,106 5, ,8 0,158 1,158 0,100 0,050 0,075 0, ,8 0,199 1,199 0,055 0,021 0,048 0, ,0 0,167 1,167 0,090 0,043 0,068 0, ,0 0,179 1,179 0,077 0,035 0,060 0, ,2 0,193 1,193 0,061 0,025 0,051 0, ,6 0,162 1,162 0,096 0,047 0,072 0, ,7 0,162 1,162 0,096 0,047 0,072 0, ,4 0,187 1,187 0,069 0,029 0,055 0,111 Média 146,5 0,183 1,183 0,073 0,032 0,058 0,114 Máximo 148,6 0,209 1,209 0,100 0,050 0,075 0,132 Mínimo 142,8 0,158 1,158 0,044 0,016 0,041 0,096 Desvio Padrão 1,640 0,015 0,015 0,017 0,010 0,010 0,011 Hill et al Taljat et al Alcalá et al Matthews D CP h s HB [mm] nº [um] [um] Tabela s/h c² n n n n 10, ,4 0,184 1,184 0,072 0,031 0,057 0, ,1 0,191 1,191 0,064 0,026 0,053 0, ,3 0,170 1,170 0,087 0,041 0,068 0, ,8 0,200 1,200 0,055 0,021 0,047 0, ,6 0,190 1,190 0,065 0,027 0,054 0, ,2 0,209 1,209 0,044 0,016 0,042 0, ,6 0,193 1,193 0,061 0,025 0,052 0, ,3 0,209 1,209 0,044 0,016 0,042 0, ,6 0,196 1,196 0,058 0,023 0,050 0, ,0 0,212 1,212 0,041 0,014 0,040 0, ,9 0,199 1,199 0,056 0,022 0,047 0, ,1 0,209 1,209 0,044 0,016 0,042 0, ,0 0,185 1,185 0,070 0,030 0,057 0, ,9 0,212 1,212 0,041 0,014 0,040 0, ,1 0,172 1,172 0,084 0,039 0,067 0,121 Média 150,9 0,195 1,195 0,059 0,024 0,051 0,105 Máximo 155,4 0,212 1,212 0,087 0,041 0,068 0,122 Mínimo 148,9 0,170 1,170 0,041 0,014 0,040 0,094 Desvio Padrão 1,969 0,014 0,014 0,015 0,009 0,009 0,009 A tabela D.3 abaixo apresenta os resultados obtidos para as amostras de aço inoxidável AISI 326L, com o valor do coeficiente de encruamento (n) determinado

46 Apêndice D - RESULTADO DA DETERMINAÇÃO DO PERFIL DA IMPRESSÃO 33 pelos modelos de HILL et al [42], TALJAT et al [44], ALCALÁ et al [35] e MATTHEWS [38]. Tabela D.3 Medidas das alturas dos perfis das impressões de dureza e os valores de n para os modelos de HILL et al [42], TALJAT et al [44], ALCALÁ et al [35] e MATTHEWS [38] obtidos com os penetradores de 2,5, 5,0 e 10,0mm para o aço inoxidável AISI 316L. Hill et al Taljat et al Alcalá et al Matthews D CP h s HB [mm] nº [um] [um] Tabela s/h c² n n n n 2, ,6 0,017 1,017 0,265 0,188 0,200 0, ,6 0,030 1,030 0,250 0,174 0,186 0, ,6 0,036 1,036 0,242 0,167 0,180 0, ,6 0,019 1,019 0,263 0,186 0,198 0, ,6 0,028 1,028 0,252 0,176 0,189 0, ,6 0,031 1,031 0,248 0,172 0,185 0, ,0 0,030 1,030 0,249 0,173 0,186 0, ,2 0,034 1,034 0,244 0,168 0,182 0, ,2 0,019 1,019 0,263 0,186 0,198 0, ,6 0,017 1,017 0,265 0,188 0,200 0, ,2 0,019 1,019 0,263 0,186 0,198 0, ,6 0,028 1,028 0,251 0,175 0,188 0, ,6 0,037 1,037 0,241 0,166 0,179 0, ,6 0,020 1,020 0,262 0,185 0,196 0, ,6 0,019 1,019 0,262 0,186 0,198 0,245 Média 181,9 0,026 1,026 0,255 0,178 0,191 0,239 Máximo 183,6 0,037 1,037 0,265 0,188 0,200 0,247 Mínimo 181,2 0,017 1,017 0,241 0,166 0,179 0,229 Desvio Padrão 0,739 0,007 0,007 0,009 0,008 0,008 0,006

47 Apêndice D - RESULTADO DA DETERMINAÇÃO DO PERFIL DA IMPRESSÃO 34 Hill et al Taljat et al Alcalá et al Matthews D CP h s HB [mm] nº [um] [um] Tabela s/h c² n n n n ,3 0,004 1,004 0,280 0,203 0,214 0, ,5 0,009 1,009 0,275 0,198 0,208 0, ,9 0,004 1,004 0,280 0,203 0,214 0, ,8 0,009 1,009 0,275 0,198 0,208 0, ,4 0,013 1,013 0,270 0,193 0,204 0, ,6 0,004 1,004 0,280 0,203 0,214 0, ,3 0,013 1,013 0,270 0,193 0,204 0,251 5, ,8 0,004 1,004 0,281 0,203 0,214 0, ,4 0,004 1,004 0,280 0,203 0,214 0, ,9 0,009 1,009 0,275 0,198 0,208 0, ,5 0,009 1,009 0,275 0,198 0,208 0, ,2 0,013 1,013 0,270 0,193 0,204 0, ,5 0,004 1,004 0,280 0,203 0,214 0, ,2 0,009 1,009 0,275 0,198 0,208 0, ,6 0,005 1,005 0,280 0,203 0,213 0,259 Média 232,1 0,008 1,008 0,276 0,199 0,210 0,256 Máximo 238,8 0,013 1,013 0,281 0,203 0,214 0,259 Mínimo 226,4 0,004 1,004 0,270 0,193 0,204 0,251 Desvio Padrão 4,436 0,003 0,003 0,004 0,004 0,004 0,003 Hill et al Taljat et al Alcalá et al Matthews D CP h s HB [mm] nº [um] [um] Tabela s/h c² n n n n ,6-0,142 0,858 0,466 0,395 0,456 0, ,1-0,140 0,860 0,464 0,392 0,452 0, ,5-0,154 0,846 0,483 0,413 0,487 0, ,3-0,144 0,856 0,469 0,398 0,461 0, ,8-0,144 0,856 0,469 0,398 0,461 0, ,3-0,140 0,860 0,464 0,392 0,452 0, ,5-0,152 0,848 0,480 0,410 0,482 0,418 10, ,3-0,143 0,857 0,468 0,397 0,458 0, ,6-0,151 0,849 0,479 0,409 0,479 0, ,5-0,147 0,853 0,473 0,403 0,469 0, ,6-0,145 0,855 0,471 0,401 0,464 0, ,8-0,158 0,842 0,489 0,419 0,497 0, ,5-0,166 0,834 0,498 0,430 0,519 0, ,7-0,160 0,840 0,491 0,422 0,502 0, ,2-0,161 0,839 0,493 0,424 0,505 0,429 Média 296,1-0,150 0,850 0,477 0,407 0,476 0,416 Máximo 301,5-0,140 0,860 0,498 0,430 0,519 0,435 Mínimo 292,6-0,166 0,834 0,464 0,392 0,452 0,404 Desvio Padrão 2,977 0,008 0,008 0,011 0,012 0,022 0,010 Um fato importante a ser observado é que os valores de s e s/h foram negativos para a esfera de 10,0mm. Isso se deve ao fato de ter ocorrido retração, conforme se observa nos gráficos do anexo H.

48 Anexo A - DESENHO DO CORPO DE PROVA (ENSAIO DE TRAÇÃO) 35 ANEXO A DESENHO DO CORPO DE PROVA (ENSAIO DE TRAÇÃO)

49 Anexo D DESENHO DO CORPO DE PROVA (ENSAIO DE DUREZA) 36 ANEXO B DESENHO DO CORPO DE PROVA (ENSAIO DE DUREZA)

50 Anexo C - FORMULÁRIO DE MEDIÇÃO DO CORPO DE PROVA PARA ENSAIO DE TRAÇÃO 37 ANEXO C FORMULÁRIO DE MEDIÇÃO DO CORPO DE PROVA PARA ENSAIO DE TRAÇÃO

51 Anexo D - FORMULÀRIO DE MEDIÇÂO DO CORPO DE PROVA PARA ENSAIO DE DUREZA BRINELL 38 ANEXO D FORMULÁRIO DE MEDIÇÃO DO CORPO DE PROVA PARA ENSAIO DE DUREZA BRINELL

52 Anexo E - TABELAS DE VALORES DA DUREZA BRINELL PARA MATERIAIS METÁLICOS 39 ANEXO E TABELAS DE VALORES DA DUREZA BRINELL PARA MATERIAIS METÁLICOS (NBR 6442)

53 Anexo E - TABELAS DE VALORES DA DUREZA BRINELL PARA MATERIAIS METÁLICOS 40

54 Anexo E - TABELAS DE VALORES DA DUREZA BRINELL PARA MATERIAIS METÁLICOS 41