governo do estado de são paulo Auxiliar de laboratório metalúrgico

governo do estado de são paulo Auxiliar de laboratório metalúrgico 2

emprego m e t a l u r g i a Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2

GOVERNO DO ESTADO DE SÃO PAULO Geraldo Alckmin Governador SECRETARIA DE DESENVOLVIMENTO ECONÔMICO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA Rodrigo Garcia Secretário Nelson Baeta Neves Filho Secretário-Adjunto Maria Cristina Lopes Victorino Chefe de Gabinete Ernesto Masselani Neto Coordenador de Ensino Técnico, Tecnológico e Profissionalizante

Secretaria de Desenvolvimento Econômico, Ciência e Tecnologia Coordenação do Projeto CETTPro/SDECT Juan Carlos Dans Sanchez Fundação do Desenvolvimento Administrativo Fundap José Lucas Cordeiro Apoio Técnico à Coordenação Fundação do Desenvolvimento Administrativo Fundap Laís Schalch Apoio à Produção Fundação do Desenvolvimento Administrativo Fundap Ana Paula Alves de Lavos Emily Hozokawa Dias Isabel da Costa M. N. de Araújo José Lucas Cordeiro Karina Satomi Laís Schalch Maria Helena de Castro Lima Selma Venco CETTPro/SDECT Bianca Briguglio Cibele Rodrigues Silva Textos de referência Edison Marcelo Serbino Irineu de Souza Barros Luiz Cláudio Paula Marcos Antonio Batalha FUNDAÇÃO PADRE ANCHIETA Presidente João Sayad Vice-Presidentes Ronaldo Bianchi Fernando Vieira de Mello Diretoria de Projetos Educacionais Diretor Fernando José de Almeida Gerentes Monica Gardelli Franco Júlio Moreno Coordenação técnica Maria Helena Soares de Souza Equipe Editorial Gerência editorial Rogério Eduardo Alves Produção editorial Janaina Chervezan da Costa Cardoso Edição de texto Lígia Marques Marcelo Alencar Revisão Conexão Editorial Identidade visual João Baptista da Costa Aguiar Arte e diagramação Paola Nogueira Pesquisa iconográfica Elisa Rojas Eveline Duarte Ilustrações Bira Dantas Luiz Fernando Martini Consultoria Marcos Antonio Batalha Agradecemos aos seguintes profissionais e instituições que colaboraram na produção deste material: Carla Cruz Dos Santos, Empresa Servimig, Empresa Signo Arte, Empresa Starrett, Fundição TUPY S.A., Graziele da Silva Santos, Grupo Voith, Instituto de Pesquisas Tecnológicas, Neise Nogueira, Valdemar Carmelito dos Santos.

Caro(a) Trabalhador(a) Estamos felizes com a sua participação em um dos nossos cursos do Programa Via Rápida Emprego. Sabemos o quanto é importante a capacitação profissional para quem busca uma oportunidade de trabalho ou pretende abrir o seu próprio negócio. Hoje, a falta de qualificação é uma das maiores dificuldades enfrentadas pelo desempregado. Até os que estão trabalhando precisam de capacitação para se manter atualizados ou quem sabe exercer novas profissões com salários mais atraentes. Foi pensando em você que o Governo do Estado criou o Via Rápida Emprego. O Programa é coordenado pela Secretaria de Desenvolvimento Econômico, Ciência e Tecnologia, em parceria com instituições conceituadas na área da educação profissional. Os nossos cursos contam com um material didático especialmente criado para facilitar o aprendizado de maneira rápida e eficiente. Com a ajuda de educadores experientes, pretendemos formar bons profissionais para o mercado de trabalho e excelentes cidadãos para a sociedade. Temos certeza de que iremos lhe proporcionar muito mais que uma formação profissional de qualidade. O curso, sem dúvida, será o seu passaporte para a realização de sonhos ainda maiores. Boa sorte e um ótimo curso! Secretaria de Desenvolvimento Econômico, Ciência e Tecnologia

Caro(a) Trabalhador(a) Aqui continua o nosso caminho para um novo aprendizado. Você já conheceu as origens do seu ofício. Observou a evolução de uma metalurgia que acompanha a evolução do mundo. Descobriu quais aspectos envolvem a rotina de um laboratório metalúrgico. Entendeu, por fim, como funciona o setor metalúrgico, cujos segmentos representam oportunidades para os novos profissionais. A proposta, agora, é que, com o segundo volume desta coleção, você possa aprender os saberes específicos da ocupação que escolheu exercer. O objetivo do curso é formar um profissional que possua uma visão organizada daquilo que um bom auxiliar de laboratório metalúrgico precisa. Com esse pensamento, a primeira unidade deste volume lhe oferece a oportunidade de aprender uma atividade que estará presente em qualquer trabalho metalúrgico: a verificação de medidas. No restante do livro, temas que irão ajudá-lo no momento de buscar uma inserção no mercado também serão comentados, sem esquecer-se de tratar de alguns fatores, como qualidade e produtividade, que influenciarão (e muito!) seu trabalho. Por isso aproveite esta nova etapa do curso para refletir, perguntar, discutir e interagir com colegas e professores. Agora é a sua hora de buscar uma nova carreira! Vamos voltar aos estudos?

Sumário Unidade 4 9 metrologia Unidade 5 33 o dia a dia no laboratório metalúrgico: ensaios mecânicos Unidade 6 69 o dia a dia no laboratório metalúrgico: outros ensaios Unidade 7 87 segurança e prevenção de acidentes Unidade 8 97 qualidade e produtividade Unidade 9 13 ingresso no mercado de trabalho

dados internacionais de catalogação na publicação (cip) (bibliotecária silvia marques crb 8/7377) P964 Programa de qualificação profissional: Metalurgia / Auxiliar de laboratório metalúrgico. -. São Paulo: Fundação Padre Anchieta, 211. v.2, il (série: arco ocupacional) Vários autores Programa de qualificação profissional da Secretaria do Emprego e Relações do Trabalho - SERT ISBN 978-85-828-65-4 1. Ensino profissionalizante 2. Metalurgia-técnico 3. Metalurgia laboratório I. Título II. Série CDD 371.3281

U n i da d e 4 Metrologia Na rotina investigativa de um auxiliar de laboratório, uma das atividades sempre presente é a verificação das medidas e medições dos produtos, antes e depois de ensaiá-los. Para realizá-la, você precisa ter noções de uma ciência chamada metrologia. É ela que estuda as medidas e as medições. Grandeza física é um atributo de um corpo, que pode ser percebido e quantificado. Por exemplo: o tamanho de uma pessoa, a massa de um livro, o volume de um copo, a temperatura de um corpo, a velocidade de um carro... Mas qual a diferença entre medida e medição? Medida é um valor expresso em números (valor numérico) que representa as dimensões ou o tamanho de um determinado objeto (unidade física). Dizemos, por exemplo, que a medida de uma peça metálica é 1,1 mm (dez milímetros e um centésimo de milímetro). Medição é o ato de medir, ou seja, a operação que realizamos para obter a medida. É comparar a grandeza a ser medida com outra adotada como padrão. Os instrumentos Para realizar cada medição, é preciso utilizar um instrumento. A escolha do instrumento depende da situação, pois cada um atende a determinada necessidade. Entre os instrumentos de medição utilizados pelo auxiliar de laboratório metalúrgico, podemos destacar: escala (régua); Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 9

trena; Você sabia? A régua graduada e a trena são os mais simples instrumentos de medida linear (horizontal, em linha). paquímetro; Comprar foto de trena micrômetro; starret starret starret 1 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2

transferidor; e goniômetro. Você sabia? O goniômetro não é utilizado apenas na metalurgia. Existem outras áreas que também precisam desse instrumento de medições angulares. Uma delas é a medicina. Assim como os auxiliares de laboratório, os médicos também usam goniômetro, mas para acompanhar a recuperação de pacientes que sofrem fraturas. Com ele, é possível verificar a evolução do movimento de uma articulação, por exemplo. Como realizar as medições? A escolha do instrumento que será utilizado para fazer uma medição específica dependerá do que será medido e da exatidão (precisão) desejada dessa medida. Há instrumentos que permitem maior ou menor exatidão. Imagine, por exemplo, uma balança. Será que um feirante pode pesar uma porção de bananas com o mesmo tipo de balança que um farmacêutico usa no preparo da mistura de produtos para fazer um medicamento? Qual necessita de um medidor com maior exatidão? Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 11

Em vez de falar em exatidão, também podemos dizer que a margem de erro admissível em uma determinada medição é diferente do erro aceitável em outra. Chamamos de erro admissível, o desvio máximo que se pode tolerar para mais ou para menos. 3 +_,1 25 +_,1 1 f7 2 +_,1 2,6 Margem de erro: nas medições da peça acima, o desvio máximo é de,1 mm para mais ou para menos. Escala 1:1 A medida (também chamada de cota) 3 + ou,1, mostrada na imagem acima, indica que o desvio máximo que se pode admitir, no caso, é de,1 (um décimo de milímetro) para mais ou para menos. Isso quer dizer que, na prática, essa peça será aceita ou poderá ser utilizada se medir: 3,,1 = 29,9 mm até 3, +,1 = 3,1 mm Essa indicação (3 + ou,1) também nos informa que o instrumento que será usado para medir a peça real deverá ter uma exatidão (ou uma resolução mínima) de um décimo de milímetro. Importante: resolução A resolução de um instrumento é a menor medida que você pode ler nele. A régua abaixo, por exemplo, tem resolução de 1 milímetro, porque essa é a menor divisão que ela possui. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Régua comum: os números indicam centímetros. A resolução mínima é de 1 milímetro. 12 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2

Portanto, se você precisa medir uma peça com um lado de 3 mm, para a qual se admite uma variação de,1 mm (de 29,9 mm a 3,1 mm), o instrumento que vai utilizar deve ter a resolução mínima de 1 décimo de milímetro. No entanto, se você deve medir uma peça na qual a variação máxima permitida é de,5 mm, será necessário um instrumento com resolução mínima de 5 centésimos de milímetro. Reflita: qual dos dois instrumentos será mais exato?,15 centésimos de milímetro décimos de milímetro milímetro Os números decimais servem para indicar valores que não são inteiros. Para representá- -los, utilizamos a vírgula. O algarismo que vem antes dela é chamado de unidade. Os que seguem a vírgula são chamados de casas decimais. A primeira casa é a dos décimos (nela, o algarismo um representa um décimo de uma unidade, ou um inteiro dividido por dez) e a segunda, dos centésimos (nela, o algarismo cinco representa cinco centésimos de uma unidade). Você sabia? Antes da instituição do sistema métrico decimal, as unidades de medida eram definidas de maneira arbitrária, ou seja, sem regras ou normas, variando de um país para outro. As unidades de comprimento, por exemplo, eram, normalmente, derivadas das partes do corpo do rei de cada país. Foi assim que surgiram medidas padrão como a polegada, o palmo, o pé, a jarda, a braça e o passo. O sistema inglês, inclusive, foi baseado nas medidas estabelecidas pelos reis ingleses. A tarefa de mudar essa situação ficou para os professores Méchian e Delambre, ambos da Academia de Ciências de Paris. Eles instituíram o sistema métrico decimal no dia 7 de Abril de 1795. Veja a seguir, em detalhes, os instrumentos de medição usados pelo auxiliar de laboratório metalúrgico. Escala (régua) As escalas existem para organizar, hierarquizar valores: do menor para o maior, do menos importante para o mais importante, da menor dureza para a maior, do menor grau Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 13

para o maior etc. São muitos os instrumentos de medição que podem conter uma ou mais escalas. DICA No Brasil, adota-se o Sistema Métrico Decimal. Por isso, neste caderno, aprenderemos a usar os instrumentos para fazer medições utilizando esse sistema. Por isso, nada melhor do que começar a nossa lista com a escala, ou régua graduada, que, geralmente, é feita de aço inoxidável. Normalmente, na parte inferior, ela apresenta as medidas em centímetros (cm) e milímetros (mm) conforme o sistema métrico e, na superior, apresenta as medidas em polegadas e frações conforme o sistema inglês. 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Sistema Métrico 1 metro = 1 decímetros = 1 centímetros = 1. milímetros Sistema Inglês 1 polegada = 2,54 centímetros Trena A trena é constituída por uma fita de aço cujas graduações são semelhantes às da escala, isto é, obedecem ao sistema métrico e ao sistema inglês. A leitura das medições segue o mesmo procedimento da régua graduada. Porém, diferentemente da escala, a trena possui em sua extremidade uma pequena chapa metálica, dobrada em ângulo de 9º, chamada encosto de referência ou gancho de zero absoluto. Essa chapinha mede 1 mm de espessura. Isso tem grande utilidade: o encosto de referência é usado para compensar as medições externas (deslocando o encosto de 1 mm para fora da fita) e internas (somando a espessura da medição de 1 mm do encosto). 14 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2

encosto de referência Trena: fita de aço com graduações semelhantes às da escala. Paquímetro O paquímetro também é formado por uma régua graduada no sistema métrico e no sistema inglês. Sobre essa régua com encosto fixo, desliza uma régua menor chamada cursor. O cursor a parte móvel do paquímetro fica ajustado à régua e se movimenta livremente sobre ela com um mínimo de folga. orelha fixa orelha móvel nônio ou vernier em polegadas parafuso de trava cursor escala fixa de polegadas starret starret encosto fixo encosto móvel impulsor escala fixa de milímetros nônio ou vernier em milímetros haste de profundidade bico fixo bico móvel O cursor é dotado de uma escala auxiliar, graduada, chamada nônio ou vernier. Ela permite a leitura de frações da menor divisão da escala fixa. O nônio possui uma divisão a mais que a unidade usada na escala fixa. Então, se 1 mm na escala principal estão divididos em 1 partes, 1 divisões de nônio corresponderão a 9 mm da escala principal. Você sabia? O nônio também pode ser chamado de vernier. Sabe por quê? Esses dois nomes vêm de seus dois inventores: o português Pedro Nunes e o francês Pierre Vernier. Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 15

Para entender melhor esse aspecto, observe abaixo como verificar a resolução do paquímetro e, em seguida, como fazer uma medição usando esse instrumento. Como verificar a resolução do paquímetro em milímetros Nônio com 1 divisões as 1 divisões do nônio equivalem a 1 mm da escala principal. Portanto, 1 1 =,1 mm (em outras palavras, cada divisão do nônio corresponde a 1 décimo de milímetro). Nônio com 2 divisões as 2 divisões do nônio equivalem a 1 mm da escala principal. Portanto, 2 1 =,5 mm (em outras palavras, cada divisão do nônio corresponde a 5 centésimos de milímetro). Nônio com 5 divisões as 5 divisões do nônio equivalem a 1 mm da escala principal. Portanto, 5 1 =,2 mm (em outras palavras, cada divisão do nônio corresponde a 2 centésimos de milímetro). Como fazer uma medição usando o paquímetro O paquímetro pode ser usado para medir uma peça metálica em suas várias dimensões: Medição interna Medição de ressalto Medição externa Medição de profundidade 16 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2

Como ler as medidas no paquímetro A leitura das medidas (ou seja, a medição de uma determinada peça metálica) é feita em duas partes: primeiro, pela escala fixa da régua e, em seguida, pela escala auxiliar, no nônio. Os dois valores devem ser considerados ao final do procedimento de medição. Isso é feito da seguinte maneira: 1º passo: cálculo da resolução menor divisão da escala fixa Resolução = 1 mm =,5 mm 2 n o de divisões do nônio 2º passo: leitura 1ª leitura (escala fixa): você deve considerar ou ler o número que vem antes do zero do nônio. 2ª leitura (escala do nônio): você deve considerar (ler) o primeiro traço do nônio, que coincide totalmente com algum traço da escala fixa. Depois, deve contar quantos traços tem do zero até chegar nele. No caso da foto abaixo, são 13 traços. Em seguida, é só multiplicar o número de traços medidos (13) pela resolução do paquímetro, que foi calculada anteriormente. DICA Nesta unidade, você aprenderá a realizar a leitura do paquímetro na versão tradicional, ou seja, mecânica. Mas, atualmente, já é possível contar com esse instrumento na versão eletrônica. O chamado paquímetro digital apresenta algumas vantagens: Simplifica a leitura, diminuindo a probabilidade de erro. Pode ser usado em polegadas ou milímetros, sendo preciso apenas mudar o modo de apresentação do resultado. 1 a leitura 2 a leitura Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 17

Ou seja: 13 traços x,5 (resolução do paquímetro) =,65 mm Portanto, a medida da peça é: 1ª leitura = 73, mm 2ª leitura =,65 mm Leitura final = 73,65 mm Atividade 1 Exercite a leitura com um paquímetro no sistema métrico com resolução de,5 mm Seguindo cada um dos passos já explicados, leia as medidas abaixo e anote os resultados ao lado dos desenhos. Compare os números que obteve com os do seu colega ao lado. Se vocês chegaram a resultados diferentes, procurem discutir a razão dessas diferenças. Em seguida, o monitor discutirá com a classe o trabalho realizado. a) 4 8 1/128 in. 4 8 1/128 in. 1 2 3 2 3 4 5 6 7 4 5 9 1 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1,5 mm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1,5 mm b) 4 8 1/128 1/128 in. in. 4 8 1/128 in. 7 3 2 4 3 5 4 49 5 1 6 11 7 12 8 139 14 1 5 6 in. 12 13 14 15 mm 5 mm,5 mm 1 2 3 4 5 6 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1,5 mm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 18 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1,5 mm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1,5 mm c) 3 4 4 8 8 1/128 1/128 1/128 in. in. in. 1 2 4 23 5 43 42 9 5 3 1 6 4 11 7 5 12 8 6 139 7 14 1 4 8 1/128 1/128 in. in. 5 4 6 5 in. 12 9 13 1 14 11 15 12 13 mm 14 1 2 3 4 5 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1,5,5 mm mm,5,5 mm mm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 d) 43 4 8 8 1/128 1/128 in. in. in. in. 52 43 63 54 in. 4 4 6 12 9 57 13 1 6814 11 79 15 12 81 13911mm14 1 12 4 8 1/128 1/128 in. in. 5 1 6 2 in. 12 1 13 2 14 3 15 4 5 mm 6,5 1 2 3 4 5,5 mm 1 1,5 mm mm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1,5 mm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 e) 4 12 4 8 1/128 1/128 1/128 in. in. in. 5 3 1 6 4 2 in. 612 1 7 13 2814 3915 41 511mm 6 12 4 8 1/128 in. 1 2 1 2 3 4 5 6,5,5 mm mm 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1,5 mm f) 4 8 1/128 in. 12 1 2 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1,5 mm Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 19

Paquímetro de resolução,2 mm Há paquímetros com diferentes graus de resolução. Além do anterior (,5 mm), é bastante comum o que tem resolução de,2 mm. O nônio, neste caso, tem 5 divisões. 1º passo: cálculo da resolução 2º passo: leitura 1 a leitura (escala fixa) = 5, mm menor divisão da escala fixa Resolução = 1 mm =,2 mm 5 n o de divisões do nônio 2 a leitura (escala do nônio) =,44 mm (22 x,2) Leitura Final = 5,44 mm A medição, ou leitura das medidas, é feita da mesma maneira, independentemente da resolução do paquímetro. 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2

a) Atividade 2 Exercite a leitura com um paquímetro no sistema métrico com resolução de,2 mm Seguindo cada um dos passos já explicados, leia as medidas abaixo e anote os resultados ao lado dos desenhos. Compare os números que obteve com os do seu colega ao lado. Se vocês chegaram a resultados diferentes, procurem discutir a razão dessas diferenças. Em seguida, o monitor discutirá com a classe o trabalho realizado. 5 1 15 2 25.1 in 5 1 15 2 25.1 in 5 1 15 2 25 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 2 3 4 5 6 7 8.19in 2 1 2 3 4 5 6 2 3 14 5 6 7 28 9 1 1 32 3 4 546 7 8 952 1 2 364 5 6 2 3 14 5 6 7 28 9 1 1 32 3 4 546 7 8 952 1 2 364 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 2 3 4 5 6 7,2 mm 8 9 1 1 2 3 4 5 6 7,2 mm 8 9 1,2 mm b) 5 1 15 2 25 5 1 15 2 25.1 in 5 1 15 2 25.1 in 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2 3.1 in 546 7 8 95 1 2 3 2 64 5 6 778 9 1 3 82 3 4 596 7 8 1 9 546 7 8 95 1 2 364 5 6 778 9 182 3 4 5 2 3 96 7 8 1 9 4 5 6 7 8 9 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 2 3 4 5 6 7,2 mm 8 9 1 1 2 3 4 5 6 7,2 mm 8 9 1,2 mm c) 5 1 15 2 25 5 5 1 1 15 15 2 2 25 25.1 in.1 in 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7.1 8 in 9 1 2 3 4 5 6 3 4 2 364 5 6 778 9 182 3 4 596 7 8 1 9 1 2 11 3 4 5 6 3 4 2 364 5 6 778 9 182 3 4 596 7 8 1 9 1 2 11 3 4 5 6 3 4 6 7 8 9 1 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 2 3 4 5 6 7,2 mm 8 9 1 1 2 3 4 5 6 7,2 mm 8 9 1,2 mm Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 21

O micrômetro É um instrumento que permite fazer medições em casos que exigem resoluções ainda menores do que as do paquímetro. Ou seja, quando o paquímetro não consegue mais alcançar exatidão para uma determinada medição, o micrômetro entra em cena. Alguns micrômetros usam o mícron, unidade de medida que corresponde a um milésimo de milímetro. Por isso, o instrumento tem esse nome. starret batente fuso bainha arco faces de medição tambor O micrômetro e seus componentes. Micrômetro de resolução,1 mm (1 centésimo de milímetro) O micrômetro tem dois importantes componentes: a bainha, que apresenta duas escalas em milímetros; e o tambor, cuja escala está dividida em centésimos de milímetros. Considerando essas escalas, a leitura do micrômetro é feita em três partes. A primeira, na bainha com escala de 1 em 1 mm; a segunda, na escala dos meios; e a terceira, no tambor. 22 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2

starret 1 a leitura 3 a leitura 2 a leitura Exemplos de leitura a) 5 2 15 1 1 a leitura (bainha 5 escala dos 15milímetros) = 8, mm 2 a leitura (bainha escala dos meios milímetros) =,5 mm 5 1 15 1 2 3 a leitura (tambor) =,1 mm Leitura final = 8,6 mm b) 5 2 5 1 15 2 1 a leitura (bainha escala dos milímetros) = 23, mm 2 a leitura (bainha escala dos meios milímetros) =, mm 3 a leitura (tambor) =,28 mm Leitura final = 23,28 mm 5 15 35 3 25 2 15 35 3 25 2 Você sabia? O paquímetro e o micrômetro, instrumentos bastante usados na indústria metalúrgica, também são muito úteis para medir a espessura de revestimentos na construção civil. Você sabia? O micrômetro foi inventado, em 1848, pelo francês Jean-Louis Palmer. Com o decorrer do tempo, ele foi aperfeiçoado e possibilitou medições mais rigorosas e exatas do que aquelas obtidas pelo paquímetro. Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 23

Atividade 3 Exercite a leitura com um Micrômetro no sistema métrico de resolução de,1 mm Seguindo cada um dos passos já explicados, leia as medidas abaixo e anote os resultados ao lado dos desenhos. Compare os números que obteve com os do seu colega ao lado. Se vocês chegaram a resultados diferentes, procurem discutir a razão dessas diferenças. Em seguida, o monitor discutirá com a classe o trabalho realizado. a) 5 5 5 1 15 2 1 15 2 1 15 2 35 35 3 35 3 25 25 3 2 2 25 b) 2 5 5 2 2 15 15 2 1 1 15 5 1 c) 45 45 4 4 35 35 45 4 3 3 35 25 25 5 3 25 24 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2

d) 5 1 15 5 1 15 5 1 15 5 1 15 2 2 2 2 2 2 15 15 2 1 1 15 2 5 1 15 5 e) 5 1 5 5 5 1 1 15 15 5 1 15 5 1 15 5 5 5 45 45 45 5 4 4 4 45 f) 5 5 5 5 2 2 15 15 15 2 1 1 1 2 15 5 5 4 g) 45 45 45 4 4 4 35 35 45 5 1 5 35 4 35 Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 25

Micrômetro de resolução,1 mm (1 milésimo de milímetro) Este micrômetro possui, além das escalas na bainha e tambor, uma terceira escala chamada de nônio na parte superior da bainha. Nela vamos ler os milésimos de milímetros. 4 a leitura 3 a leitura 2 a leitura 1 a leitura Exemplos de leitura: a) b) 8 6 4 2 8 6 4 2 5 5 5 5 45 45 4 4 35 35 8 6 4 2 8 6 4 2 15 15 5 5 45 45 1 a leitura (bainha escala dos milímetros) = 9, mm 2 a leitura (bainha escala dos meios milímetros) =, mm 3 a leitura (tambor) =,41 mm Leitura no nônio (primeiro traço coincidente com a escala no tambor) =,3 mm Leitura final = 9,413 mm 1 a leitura (bainha escala dos milímetros) = 2, mm 2 a leitura (bainha escala dos meios milímetros) =, mm 3 a leitura (tambor) =,1 mm Leitura no nônio (primeiro traço coincidente com a escala no tambor) =,4 mm Leitura final = 2,14 mm 26 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2

8 6 4 2 5 1 15 1 5 Atividade 4 5 Exercite a leitura com um Micrômetro no sistema métrico de resolução de,1 mm 8 6 4 2 8 6 4 2 5 1 Seguindo cada um dos passos já explicados, leia as medidas abaixo e anote os resultados ao lado dos desenhos. Compare os números que obteve com os do seu colega ao lado. Se vocês chegaram a resultados diferentes, procurem discutir a razão dessas diferenças. 5 1 Em seguida, o monitor discutirá com a classe o trabalho realizado. a) b) 8 6 4 2 25 3 35 15 1 15 1 5 2 15 1 5 8 6 4 2 5 1 15 1 5 8 6 4 2 25 3 35 2 15 1 5 8 6 4 2 25 3 35 2 15 1 5 8 6 4 2 51 5 45 4 c) 8 6 4 2 25 3 35 2 15 1 5 d) 8 6 4 2 51 5 45 4 8 6 4 2 5 8 6 4 2 25 2 51 45 4 25 5 1 15 1 8 6 4 2 5 8 6 4 2 25 2 51 45 4 25 5 1 15 1 8 6 4 2 25 2 25 Auxiliar 15de Laboratório Metalúrgico 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 27 5 1 1

Transferidor As medidas angulares são feitas com a ajuda desse instrumento. Por isso, antes de tudo, é importante entender como é medido um ângulo. Um ângulo é a medida em graus formada pelo encontro entre dois segmentos de reta. Todo ângulo está dividido em minuto ( ) e segundo ( ), sendo que um grau tem 6 minutos e um minuto, 6 segundos. Usando os símbolos dessas medidas, temos: 1 o = 6 e 1 = 6 Você provavelmente se lembra do transferidor, que fez parte do seu material escolar. Ele é composto, basicamente, por uma escala circular dividida e marcada em ângulos espaçados regularmente, tal qual uma régua. O transferidor pode ser usado nas aulas de Matemática, Engenharia, Topografia ou em qualquer outra atividade que exija a medição precisa de ângulos. escala graduada articulação corpo lâmina 28 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2

Goniômetro Outro instrumento de medição muito utilizado nos laboratórios de metalurgia é o goniômetro. Assim como o transferidor, ele é utilizado para medições angulares, ou seja, para medir ângulos. Na prática, trata-se de um transferidor com uma resolução melhor. Por isso, pode ser usado para qualquer atividade que exija uma medição mais precisa. Ele também contém, basicamente, uma escala circular dividida e marcada em ângulos regulares, tal qual numa régua. Como usar o goniômetro Para se chegar à medida de um ângulo usando esse instrumento, duas leituras devem ser feitas. Na primeira, o grau inteiro, que pode ser observado na graduação superior do disco, deve coincidir com o traço zero da escala inferior (o nônio). Essa leitura pode ser feita tanto no sentido horário quanto no anti-horário, dependendo do posicionamento da peça medida. A segunda leitura é a dos minutos, que, por sua vez, pode ser realizada a partir do zero nônio, seguindo a mesma direção escolhida na leitura dos graus. disco vernier (nônio) 2 a leitura 1 a leitura esquadro articulador disco graduado régua Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 29

Exemplos de leitura a) Sentido de leitura 1 2 3 Sentido de leitura 4 1 45 45 3 3 1ª leitura (escala superior) = 24 o 2 15 15 3 15 15 3 3 45 45 4 6 6 2ª leitura (escala inferior) = 1 Resultado final = 24 o 1 Sentido de leitura b) 3 3 45 45 4 4 3 3 15 15 5 Sentido de leitura 5 15 15 6 6 3 3 45 45 7 7 6 6 1ª leitura (escala superior) = 5 o 2ª leitura (escala inferior) = 15 Resultado final = 5 o 15 3 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2

Atividade 5 Pratique o uso do goniômetro Com base no que você aprendeu, faça a leitura nos goniômetros abaixo. O zero corresponde à medida em grau e o traço mais escuro corresponde ao complemento do ângulo em minutos. a) 2 2 2 6 6 6 1 1 1 3 3 3 1 1 3 1 3 3 2 2 6 2 6 6 b) 1 1 1 6 6 6 3 3 3 1 1 1 2 2 3 2 3 3 3 3 6 3 6 6 c) 2 2 2 6 6 6 1 1 1 3 3 3 1 1 3 1 3 3 2 2 6 2 6 6 Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 31

4 4 d) 4 4 6 6 3 3 3 3 6 6 3 3 3 3 2 2 2 2 1 1 1 1 3 3 3 3 6 6 6 6 1 1 1 1 e) 3 3 3 6 3 6 6 6 2 2 2 3 2 3 3 3 1 1 1 1 3 3 3 3 1 1 6 1 1 6 6 6 f) g) 4 4 4 4 6 6 6 6 3 3 3 3 3 3 3 3 2 2 2 2 1 1 1 3 1 3 3 3 6 6 6 6 3 3 3 3 45 45 45 45 2 2 2 3 2 3 3 3 15 15 15 15 1 1 1 15 1 15 15 15 3 3 3 3 45 45 45 45 1 1 1 6 1 6 6 6 32 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2

U n i da d e 5 O dia a dia no laboratório metalúrgico: ensaios mecânicos O cotidiano de um auxiliar de laboratório metalúrgico pode ser imaginado como uma grande investigação, na qual, por meio de testes, verifica-se se a característica procurada em um material está ou não presente nele. No laboratório, pouco importa se o material é um produto acabado (como o para-choque de um carro); um metal recém-extraído que servirá para fazer algum produto (como um pedaço de ouro que servirá de matéria-prima para um anel); ou um produto intermediário (aquele encontrado no meio do processo, como, por exemplo, uma chapa de aço que entrará na fabricação de uma porta de geladeira). A investigação está diretamente relacionada à análise da qualidade do material ou produto. Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 33

Embora existam diversas maneiras de avaliar a qualidade de um material, o ensaio de laboratório é uma das atividades mais importantes na metalurgia para garantir que falhas nos produtos não sejam identificadas tardiamente. Alguns dos testes (ensaios) realizados em laboratórios, como já vimos, permitem identificar as propriedades dos materiais metálicos, que podem ser físicas, químicas etc. Na indústria, elas são fundamentais para várias etapas da obtenção do produto, desde a sua concepção, passando pela fabricação, até o controle e garantia da qualidade. Mas, relembrando, os ensaios não ficam restritos ao ambiente industrial. Há situações em que eles são realizados em laboratórios externos à indústria, merecendo destaque a preparação de materiais para inspeção e o preparo de laudos periciais. Métodos de ensaios Um dos exames médicos mais conhecidos e praticados até pouco tempo atrás é o do martelinho no joelho. Ele não é mais um procedimento obrigatório nas consultas de hoje em dia, mas, ainda assim, continua a ser aplicado. O médico dá uma leve batida com um martelinho especial no joelho do paciente e observa o seu reflexo, que é o de dar um pequeno chute para a frente. Essa reação do corpo comprova que o sistema nervoso está funcionando bem. Os ensaios que vamos abordar nesta unidade são parecidos com o exame do martelinho no joelho porque partem do princípio de que um material, quando sofre uma pressão ou é submetido a um esforço, reage de alguma forma. É a reação desse material assim como o pequeno chute para a frente que vai nos dizer se ele tem as características e a qualidade desejadas e se irá cumprir bem sua função quando for aplicado em algum produto. A reação do material será, portanto, o principal elemento das análises em um laboratório metalúrgico e, consequentemente, a chave para as resposta a que se pretende chegar. Com os conhecimentos que adquiriu sobre metrologia (vistos na Unidade 4), você já tem uma parte do preparo necessário para verificar as possíveis reações de um dado produto e, com isso, determinar sua qualidade. 34 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2

Outra parte fundamental desse preparo é conhecer os diferentes tipos de ensaio (teste) de materiais. Antes de detalhar os ensaios e procedimentos para realizá-los, é importante saber que a determinação das propriedades de um material e de sua qualidade é feita por meio de métodos padronizados. Ou seja, eles seguem as chamadas Normas de Materiais e os Métodos de Ensaios, todos elaborados por entidades normalizadoras, geralmente governamentais e, mais recentemente, mundiais. Se isso não ocorresse, não seria possível uma comparação entre os resultados dos ensaios. Lembrando: no Brasil, o órgão que regulamenta as Normas de Materiais e os Métodos de Ensaios é a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). Mas também existem as normas e os métodos internos, criados por empresas e institutos, que, muitas vezes, elaboram documentos de uso restrito. A imensa diversidade de produtos e materiais que podem ser analisados gerou uma grande quantidade de ensaios possíveis. Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 35

Para facilitar o entendimento, este curso os divide em três grupos: o dos ensaios mecânicos, o do ensaio metalográfico e o dos ensaios não destrutivos, que abrangem os métodos mais utilizados na indústria e, certamente, farão parte de suas atividades como auxiliar de laboratório metalúrgico. Os ensaios mecânicos DICA Você perceberá que a máquina universal pode ser utilizada em seis tipos de ensaios mecânicos: tração, compressão, cisalhamento, dobramento, flexão e torção. A máquina nunca muda, mas os dispositivos sim. Ou seja, o ensaio é realizado na máquina universal, na qual alguns dispositivos são adaptados de acordo com o tipo de produto que será testado. Máquina universal de ensaios: para diversos testes mecânicos. 36 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2

Existe uma infinidade de métodos e equipamentos para a determinação das propriedades mecânicas dos materiais. Os equipamentos mais utilizados são as chamadas máquinas universais (os equipamentos que servem para a realização de variados tipos de ensaios). Vamos ver neste curso os seguintes ensaios mecânicos: Ensaio de tração; Ensaio de compressão; Ensaio de cisalhamento; Ensaio de dobramento; Ensaio de flexão; Ensaio de torção; e Ensaio de dureza. O papel do auxiliar de laboratório metalúrgico nos ensaios Como já vimos, o auxiliar de laboratório metalúrgico, como o próprio nome da ocupação indica, não executa os ensaios integralmente. Ele participa dessa execução, preparando materiais e auxiliando os técnicos que também atuam nos laboratórios. Vamos ver, portanto, com mais detalhes, qual será o seu papel, como auxiliar de laboratório, durante o processo de realização dos ensaios. Somente depois disso serão indicados os procedimentos que regem os ensaios mecânicos. Primeiro passo: Preparação e/ou verificação do corpo de prova O que é corpo de prova? Corpo de prova é uma parte ou amostra do material que será analisado. E, no Brasil, ele deve ser fabricado segundo a norma ABNT NBR ISSO 6892:22. Os corpos de prova têm, basicamente, as seguintes formas: Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 37

cabeça parte útil cabeça raio de concordância cabeça parte útil cabeça raio de concordância Cabeça É a região do corpo de prova pela qual ele será fixado (preso) na máquina de ensaio. Parte útil É a região que será utilizada para fazer a medição do alongamento e da redução de peça depois de realizado o ensaio. Raio de concordância É o raio do arco que conecta objetos com concordância, ou seja, o raio concorda a parte útil com a cabeça evitando que o rompimento do corpo de prova aconteça fora da parte útil. Uma vez tendo clareza do que é um corpo de prova, um auxiliar de laboratório metalúrgico deverá saber de onde retirar o corpo de prova. Isso porque a forma e as dimensões dos corpos de prova irão depender da forma e das dimensões dos produtos metálicos dos quais eles são retirados. 38 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2

James Steidl /Shutterstock Torneiro mecânico: profissional que produz corpos de prova por meio da usinagem. É o auxiliar de laboratório que prepara o corpo de prova? Nem sempre. O corpo de prova é obtido por meio de um processo chamado usinagem e, para executá-lo, existem profissionais de outras ocupações como torneiros, fresadores etc. Os nomes dessas ocupações têm relação direta com os equipamentos que esses trabalhadores operam. A ocupação de torneiro, por exemplo, está associada, na indústria metalúrgica, à operação de um equipamento chamado torno. Mesmo que não prepare o corpo de prova, sua verificação cabe ao auxiliar de laboratório metalúrgico. Ele deve checar se essa amostra está de acordo com a definição da norma específica relacionada ao ensaio que será realizado. Você sabia? No debate de 1982, para o cargo de governador do estado de São Paulo, Luis Inácio Lula da Silva citou a frase que, por muito tempo, seria sua marca registrada: Eu sou torneiro mecânico. O ex-torneiro mecânico, após concorrer a quatro eleições, tornou-se presidente do Brasil, em 22. Em 26, foi reeleito presidente do Brasil. Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 39

E os passos seguintes do auxiliar, quais são? 1. Medir o corpo de prova. 2. Preparar o equipamento para realizar o ensaio; isto é, ajustar a máquina universal para o ensaio específico que será realizado. DICA Antes de iniciar qualquer atividade, o auxiliar de laboratório metalúrgico deve conhecer os riscos nela envolvidos e verificar se os equipamentos de proteção individual (EPIs) necessários estão disponíveis. Sua utilização é obrigatória e fundamental para a sua proteção no ambiente de trabalho. Na Unidade 7 você encontra mais detalhes sobre esses equipamentos. 4 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2

3. Fixar o corpo de prova na máquina universal de ensaios. 4. Retirar o corpo de prova do equipamento após o ensaio. 5. Medir e/ou relatar o alongamento, retração ou qualquer outra alteração ocorrida no corpo de prova, quando preciso. Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 41

Ao longo de todo o procedimento, o auxiliar deve estar ao lado do técnico, ajudando-o no que for necessário. Nesse momento, também poderá aprender mais sobre como realizar diferentes ensaios. Agora que você já sabe o básico sobre o papel do auxiliar de laboratório, vamos ver cada um dos ensaios mecânicos que já mencionamos. Ensaio de tração Neste tipo de ensaio, o que se mede é quanto um determinado corpo de prova (material a ser testado) resiste a duas forças que o puxam em sentido contrário. Essa resistência à tração pode ser bem entendida quando nos lembramos de um jogo de criança chamado cabo de guerra. Nessa brincadeira, uma corda é puxada por dois grupos, um de cada lado, até que um dos grupos desiste ou cai. Nesse caso, a resistência da corda à tração pode ser medida quando a força da molecada for suficiente para romper a corda. Em metalurgia, no ensaio de tração, as forças aplicadas dos dois lados do corpo de prova são iguais e o objetivo é testar como e quanto ele resiste à tração. 42 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2

Ou seja, no ensaio de tração, o mesmo tipo de força que a corda sofre na brincadeira é exercido sobre um corpo de prova padronizado. Ele é submetido a um esforço que tende a alongá-lo ou deformá-lo até que ocorra o rompimento. Para isso, o corpo de prova é fixado na máquina universal, que aplica cargas (forças) crescentes em sentido longitudinal. As deformações que resultam da força aplicada são medidas na própria máquina. Sentido longitudinal Você sabia? Sentido longitudinal é aquele que acompanha o comprimento de um objeto no caso, do corpo de prova. Importante Antes de qualquer ensaio mecânico, é preciso medir o corpo de prova. Você precisa saber a medida do corpo de prova antes do ensaio para depois entender o que aconteceu com ele. Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 43

Passo a passo 1. Medir o corpo de prova. 2. Fazer as marcações no corpo de prova, traçando divisões em seu comprimento útil. Num corpo de prova de 5 mm de comprimento útil, por exemplo, as marcações devem ser feitas a cada 5 mm. 3. Preparar a máquina universal, com a instalação das garras que servirão para fixar o corpo de prova. 4. Fixar o corpo de prova nas garras. 5. Aplicar a força de tração. 44 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2

6. Após o ensaio, retirar o corpo da máquina universal. 7. Medir as deformações do corpo de prova. Um dos principais pontos de atenção nesse teste é o alongamento sofrido pelo corpo de prova, ou seja, o aumento de comprimento que resulta das forças aplicadas. É como esticar uma massa de modelar. Quanto mais esticamos, mais fina ela fica, até que se quebra. As marcações feitas no corpo de prova (etapa 2 do passo a passo descrito na página anterior) permitem que o auxiliar de laboratório verifique em quais pontos o metal sofreu maior deformação. Esse alongamento é medido após terminar o ensaio e, portanto, depois que ocorre o rompimento do corpo de prova. Assim, são feitas duas medições: uma antes do corpo de prova ser ensaiado e uma após o ensaio. O instrumento utilizado para medir é o paquímetro. Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 45

As propriedades avaliadas no ensaio No ensaio de tração, como vimos, o objetivo é determinar a resistência do material. A deformação, até o momento em que o corpo de prova se rompe, é acompanhada passo a passo. Os vários estágios dessa deformação podem ser acompanhados por um gráfico (veja o exemplo abaixo). Ele marca as várias fases do teste e, dessa forma, avalia as propriedades do material ou seja, até quanto o metal aguenta ser tracionado sem se romper ou qual força ele suporta apenas se deformando. T (tensão) C D B A Escoamento Fase elástica Fase plástica (deformação) Fase elástica É o estágio em que o corpo de prova está sendo esticado, mas se o ensaio for interrompido e a força de tração for retirada, ele volta à sua forma original, como acontece com um elástico. Ponto A Este ponto é chamado de limite elástico, porque marca o momento a partir do qual o corpo de prova não está mais na fase elástica. Isto é, até esse ponto, o corpo volta à sua forma original, se o ensaio for interrompido. Daí em diante, ele não retorna mais. Ponto B Até este momento, a deformação sofrida pelo metal é proporcional à força nele aplicada. Por essa razão, este ponto é chamado de limite de proporcionalidade. A partir daí, o corpo de prova não segue mais esse padrão, ou seja, a sua deformação 46 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2

deixa de ser proporcional à força. Inicia-se, então, uma deformação permanente, chamada deformação plástica. Antes dela, porém, ocorre um fenômeno conhecido como escoamento. O limite de escoamento é justamente a tensão que separa o comportamento elástico do plástico. Veja no gráfico. Ponto C Marca o limite de resistência do material. Ou seja, quando um material é esticado, ele tende, antes do rompimento, a afinar (reduzir a sua área). O limite de resistência é o ponto a partir do qual ocorre esta redução que antecede o rompimento. Ponto D Neste ponto ocorre a ruptura (o rompimento) do corpo de prova. Por isso, ele é chamado de limite de ruptura. Escoamento é uma deformação plástica do material numa velocidade maior sem que haja um aumento de carga nele aplicado. Encruamento é um fenômeno que ocorre no material pela quebra dos grãos quando este é deformado a frio, provocando o endurecimento. Ensaio de compressão Você já viu um amassador de latinhas de alumínio? Ele tem várias utilidades, mas a maior delas é ajudar no processo de reciclagem desse material. neise nogueira Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 47

Ele também pode nos ajudar a entender o que é ensaio de compressão. Nesse procedimento, o corpo de prova padronizado é colocado diante de duas forças, de forma semelhante ao que acontece quando a latinha é esmagada. Essas forças tendem a deformar ou fraturar (quebrar) o corpo de prova. Para que isso aconteça, o corpo de prova é fixado numa máquina que aplica cargas (forças) cada vez maiores (crescentes) na sua direção longitudinal; ou seja, no sentido de seu comprimento. As deformações que resultam da força aplicada são, então, medidas, na própria máquina. A aplicação de uma força no sentido do eixo da peça (corpo de prova) também chamado de esforço axial provoca o seu encurtamento. É exatamente isso que ocorre em um ensaio de compressão. F C FC D h D h Esforço axial: a aplicação de uma força (F C ) no sentido do eixo do corpo de prova causa o seu encurtamento. Assim, é possível observar uma alteração no diâmetro (D D) e na altura da peça (h h). Este ensaio serve para determinar se um dado material tem a capacidade de suportar uma dada força de compressão sem se deformar. Imagine, por exemplo, a mola do amortecedor de um carro. Cada vez que o veículo passa sobre um buraco, essa mola sofre uma força (ou esforço) de compressão, que corresponde ao peso do carro mais o dos passageiros. Se ela não retornasse ao comprimento inicial, depois de passar por alguns buracos, o amortecedor deixaria de ter a função de amortecer. Caso isso aconteça, podemos dizer que ela não passou no teste de compressão. 48 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2

Ao realizar o ensaio de compressão, obtemos a constante elástica do material, que é a relação entre a carga aplicada e a deformação sofrida ela traduz a rigidez do metal. Com a constante elástica, é possível determinar a carga máxima que esse material pode suportar sem se deformar plasticamente, ou seja, sem sofrer uma deformação permanente. Passo a passo Para a realização do ensaio de compressão, é possível usar a mesma máquina universal utilizada no ensaio de tração. A diferença é que são adaptadas duas placas (também chamados de pratos ), uma móvel e outra fixa. São elas que irão exercer a força de compressão no corpo de provas. 1. Medir o corpo de prova. 2. Instalar os dois pratos na máquina universal. DICA Existem diversas normas que orientam a realização do ensaio de compressão, dependendo do produto e/ou da aplicação. Sempre que realizamos um ensaio, ele deve seguir uma norma regulamentadora. Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 49

3. Posicionar o corpo de prova na máquina universal. 4. Aplicar a força de compressão. Para que as deformações resultantes da força de compressão sejam medidas, não é preciso que o corpo de prova seja totalmente destruído. 5. Após o ensaio, retirar o corpo da máquina universal. 5 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2

6. Medir as deformações do corpo de prova. Importante Somente duas forças são aplicadas durante os ensaios mecânicos: a força de tração e a força de compressão. O tipo de força aplicada, portanto, muitas vezes será o mesmo. O que vai mudar é o objetivo de cada ensaio, ou seja, o que cada um pretende testar, descobrir. A força de tração pode ser indicada da seguinte maneira: TRAÇÃO A força de compressão pode ser indicada da seguinte maneira: COMPRESSÃO Ensaio de cisalhamento No ensaio de cisalhamento, o corpo de prova é submetido a um esforço que tende a cortá-lo. O material (ou a peça metálica) é submetido a duas forças que se movimentam paralelamente, escorregando uma sobre a outra. Diz-se, nesse caso, que as forças são aplicadas na mesma direção, mas em sentidos opostos. Força de cisalhamento Área de cisalhamento Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 51

A natureza e a força de cisalhamento Um bom exemplo de tensão de cisalhamento é a movimentação das placas tectônicas, que causa os terremotos. A crosta terrestre é formada por uma camada de rochas fragmentadas, ou seja, que estão divididas em vários blocos. As placas tectônicas são esses vários blocos e eles estão em constante movimento. Quando uma placa tectônica se movimenta, por exemplo, para cima e a outra, para baixo, ocorre uma espécie de choque que libera energia. É isso que dá origem aos terremotos. RÚSSIA OCEANO PACÍFICO CHINA JAPÃO COREIA DO NORTE COREIA DO SUL MAR DO JAPÃO Estreito da Coreia Três placas tectônicas dividem o território japonês. Na figura acima, é possível perceber o desgaste que a movimentação das placas pode provocar. O Japão, em 211, vivenciou essa capacidade da natureza de provocar uma força de cisalhamento. No dia 11 de março, o pequenino país, que está localizado entre três placas tectônicas, registrou o terremoto mais violento de sua história. 52 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2

Imagine um cozinheiro cortando uma cenoura. Quando estudamos a resistência ao cisalhamento é como se estivéssemos buscando a resistência da cenoura à faca do cozinheiro ou, em outras palavras, a resistência ao corte ou cisalhamento. O cisalhamento é, portanto, o fenômeno de separação (divisão) em partes de um material quando submetido a uma força cortante. Vamos ver outro exemplo: suponha que você queira unir duas chapas utilizando parafusos. Com o ensaio de cisalhamento, poderá determinar a força que cada parafuso pode suportar e, assim, descobrir a quantidade de parafusos necessária para unir as duas chapas, sem o risco dessa união se soltar. Esses parafusos estão sujeito à aplicação de uma força cortante, por isso, deve-se dimensioná-los de forma a suportar essa força. Mas o ensaio de cisalhamento não serve apenas para parafusos. Serve para todas as peças que funcionam como elementos (objetos) de união e cuja resistência precisa ser medida. DICA Todo material apresenta certa resistência ao cisalhamento. Saber até onde vai essa resistência é muito importante, principalmente em setores como a estamparia, que envolve o corte de chapas. Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 53

Passo a passo 1. Instalar os dispositivos necessários para este ensaio na máquina universal. 2. Posicionar o corpo de prova na máquina universal. 54 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2

3. Aplicar a força de cisalhamento. 4. Após o ensaio, retirar o corpo da máquina universal. Ensaio de flexão Como já foi dito, cada material quando submetido a uma força ou esforço reage de alguma forma. Uma das reações que podem ser testadas (ensaiadas) é a capacidade de esse material retornar à posição em que se encontrava. Essa é a reação que se espera de um material que sofre uma força de flexão. A resistência à flexão de um determinado metal pode ser comparada ao corpo de um praticante de ioga ou alongamento. O corpo cede lentamente aos esforços de se tornar mais flexível, o que é fundamental para sua prática. Após alcançar a posição desejada, o ginasta ou iogue consegue retornar à sua posição inicial. Veja que flexionar é diferente de dobrar. Flexionar exige uma capacidade de ceder, deformar e, ainda assim, voltar ao estágio inicial. DICA Dobrar e flexionar podem parecer duas ações muito semelhantes. No entanto, em metalurgia, dobramento e flexão são processos diferentes e, por isso, existem ensaios independentes para um e para outro processo. Eles têm finalidades também distintas e a escolha de qual será feito depende de onde e como irá se dar a aplicação do material testado/analisado. Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 55