O que acontece quando os metais são aquecidos?O aquecimento do metal leva a várias consequências ao mesmo tempo, aqui estão as principais.1. O metal se expande termicamente em todas as direções, ou seja, seu comprimento, largura e área de superfície aumentam. Quando um metal é aquecido, seus átomos e moléculas começam a se mover mais rapidamente, as ligações interatômicas enfraquecem, o que leva a um aumento da distância entre eles e a um aumento do volume do metal. Quando resfriado, as dimensões são restauradas.2.A grande maioria dos metais e ligas aumenta sua ductilidade com o aumento da temperatura, incluindo ferro, aço, cobre, alumínio e suas ligas, magnésio, latão e outros. Ao mesmo tempo, esses metais adquirem a capacidade de serem forjados, ou seja, de mudar de forma sem quebrar sob a influência de uma força externa. Por exemplo, o aço aquecido a 700°C (1292°F) requer 4,5 vezes a força de forjamento do aço aquecido a 1200°C (2192°F). Outros metais e ligas, como ferro fundido cinzento, bronze de estanho e ligas de zinco, não se deformam quando aquecidos; eles são quebradiços e fraturam com o impacto.Os cristais de metal geralmente têm uma estrutura regular, com átomos dispostos em uma determinada ordem. No entanto, quando um metal é aquecido, os átomos se tornam mais móveis e o metal se torna mais dúctil. O aquecimento de um metal também pode causar uma mudança no tipo de sua estrutura cristalina. A alteração da estrutura levará a uma diminuição ou aumento da ductilidade, porque o tipo de estrutura tem uma influência decisiva nas propriedades dos metais. Isso explica por que o efeito das mudanças de plasticidade durante o aquecimento é observado de forma diferente para diferentes metais.3. A radiação térmica dos metais quando aquecidos causa o brilho cereja escuro do aço, que já é perceptível quando aquecido a 550°C (1022°F), e a 850°C (1562°F) torna-se vermelho brilhante, e depois em laranja (950°C, 1742°F), amarelo (1000°C, 1832°F) e branco (1300°C, 2372°F e acima).Como você pode ver, o espectro da radiação térmica depende da temperatura, portanto, observar as cores da têmpera pode ser usado para estimar a temperatura do metal, que é frequentemente usado em tratamento térmico e forjamento, especialmente antes da invenção de termômetros sem contato . Nomes de cores brilhantes: "calor vermelho", "calor branco", ainda são frequentemente usados por metalúrgicos em vez de determinar a temperatura exata.A mudança na cor da radiação se deve ao aumento das energias das interações internas, excitação e relaxamento dos átomos metálicos, com o aumento da temperatura. Quanto maior a temperatura, mais intensa essa radiação. Seu espectro é gradualmente enriquecido com radiação de ondas curtas resultante de interações com aumento de energia. Portanto, a principal contribuição da radiação infravermelha em baixas temperaturas muda com o aumento da temperatura para a faixa de luz visível e para a radiação ultravioleta em temperaturas muito altas.4.Um aumento na temperatura pode causar a oxidação da superfície do metal e a formação de uma camada de óxido sobre ela. No caso do aço, tal camada pode formar uma fina película metálica transparente que permanece quando a temperatura cai para a temperatura ambiente. Nesse caso, a superfície do metal adquire as cores do arco-íris. Isso se deve ao fato de a superfície ser coberta por uma fina camada transparente e funcionar como um espelho. Quando esta camada é muito fina, ela reflete apenas algumas cores da luz do dia, o que é resultado de interferência.Antes do advento dos pirômetros, esse efeito também era usado como indicador da temperatura de aquecimento do ferro e do aço. As cores foram usadas para avaliar a temperatura de aquecimento dos cavacos de aço e, consequentemente, da fresa durante as operações de furação e corte. Nos tempos modernos, é usado para criar marcações nas superfícies de metais ferrosos e titânio por aquecimento localizado, incluindo recozimento a laser.5. Se o aço for aquecido ainda mais, acima de 1300 °C (2372 °F, a temperatura específica depende do tipo de aço), a fusão do metal pode começar. A fusão ocorre porque os átomos adquirem alta energia e as ligações interatômicas são destruídas, e os átomos perdem suas posições estáticas nos cristais e podem viajar ao redor do volume material. Isso leva à perda da forma original e deve ser evitado durante o tratamento térmico de metais.Portanto, revisamos brevemente os processos óbvios que ocorrem com um metal quando ele é aquecido. No entanto, as mudanças nas propriedades dos metais causadas pelo tratamento térmico devem-se a várias razões não tão óbvias. Essas mudanças são devidas a mudanças na estrutura metálica, e discutiremos isso com mais detalhes. 

O que é Teste Mecânico: Diferentes Tipos de Teste Mecânico de MateriaisO teste mecânico é uma série de testes usados no projeto de produtos e na fabricação de peças para identificação de materiais, caracterização, seleção e validação de produtos. Como resultado, os fabricantes podem garantir a utilização adequada do material, segurança durante a produção e economia. Este artigo apresentará a série de testes e suas aplicações no projeto de produtos e na fabricação de peças.  O que é Ensaio Mecânico?O teste mecânico é uma série de testes padronizados usados para determinar as propriedades físicas e mecânicas de um material e sua adequação para as aplicações propostas. É um requisito enorme em design de produto e fabricação de peças devido à necessidade de atingir os padrões estabelecidos por organizações como ASTM e ISO. Esses testes permitem aos fabricantes distinguir materiais de menor qualidade e escolher o material certo para seus produtos. Teste de traçãoO teste de tração é um teste de resistência mecânica fundamental usado para determinar as propriedades do material, como tensão, deformação e deformação de escoamento. Envolve submeter um material a uma força em extremidades opostas e puxá-lo até que se quebre.O teste ocorre em uma máquina de teste de tração que é hidráulica ou elétrica. O operador submete o material a diferentes forças e registra os dados. Depois, eles plotam os dados para obter a curva tensão-deformação em um gráfico. Padrões comuns para o teste de tração incluem ASTM D638 / ISO 527-2 (para plásticos reforçados), ASTM D412 / ISO 37 (borracha vulcanizada e elastômeros termoplásticos) e ASTM E8 / ASTM A370 / ISO 6892 (metais e outros materiais metálicos). Teste de torção O teste de torção é outra forma de teste mecânico que avalia o comportamento de um material quando submetido a tensão em um deslocamento angular. Como resultado, fornece informações sobre o módulo de elasticidade de cisalhamento do material, resistência ao cisalhamento, resistência ao cisalhamento, módulo de ruptura ao cisalhamento e ductilidade. Em contraste com o teste de tração, o teste de torção se aplica a materiais e produtos. Além disso, existem vários tipos explicados abaixo.Somente torção: aplicando apenas carga de torção ao materialTorção axial Aplicação de força axial (tensão/compressão) e torcional a um material.Teste de falha: Torcendo o produto ou material até que quebre ou haja um defeito visível.Teste de prova Aplicando uma carga de torção ao material e segurando o torque por um certo tempo.Teste funcional: Teste final para verificar o comportamento de um material sob forças e cargas de torção. De acordo com ASTM e ISO, os padrões comuns para testes de torção são ASTM A938/ISO 7800 (Teste de Torção de Fio Metálico).Teste de Fadiga O teste mecânico de fadiga determina como um material se comporta sob cargas flutuantes aplicadas axialmente, em torção ou flexão. Envolve submeter o material a uma carga média e uma carga alternada. Como resultado, o material sofrerá fadiga (ou seja, quando o material quebrar).Os dados do teste serão apresentados em um diagrama S-N – um gráfico do número de ciclos para causar falha em relação à amplitude da tensão cíclica (que pode ser amplitude da tensão, tensão máxima ou tensão mínima).Teste de Mecânica de Fratura O teste de mecânica de fratura permite que os fabricantes determinem a energia necessária para quebrar o material com uma rachadura existente em dois. Além disso, permite ao fabricante verificar a capacidade do material de resistir à fratura usando o fator de tensão intrínseco. A partir dos dados, os fabricantes podem analisar a fratura frágil e examinar seu tamanho de grão, profundidade de camada, etc.Os padrões comuns para o teste são BS 7448, NS-EN 10225, ASTM E1820 e EEMUA pub. 158.Teste de compressãoO teste de compressão é outro teste fundamental de engenharia mecânica que determina o comportamento do material quando submetido a cargas de esmagamento. Como resultado, é muito importante na fabricação de peças porque os materiais passam por diferentes fases.É adequado para uma ampla variedade de materiais de teste, como metais, plásticos, cerâmicas ou outros usuários em capacidade de carga. Os padrões comuns para testes de compressão são ASTM D3574 (materiais celulares flexíveis), ASTM D695-15 (plásticos rígidos), AITM 0010, ASTM C109 (cubos de concreto de 2 polegadas), ISO 844 (plásticos celulares rígidos).Teste de fluência O teste de fluência ou teste de relaxamento de tensão envolve submeter o material a tensão constante em altas temperaturas e registrar a deformação em um intervalo de tempo específico. Em seguida, os operadores plotam a fluência em relação ao tempo em um gráfico para obter a taxa de fluência (inclinação do gráfico).Este teste permite que os fabricantes determinem a tendência de um material se deformar sob estresse constante em temperaturas constantes (para incorporar expansão ou encolhimento térmico). É importante para materiais como trabalhos em metal, molas e juntas soldadas.

O teste mecânico industrial é importante?A integridade estrutural é uma parte importante da fabricação de peças para garantir a segurança e a viabilidade econômica. Como o conjunto de testes visa verificar a integridade estrutural de um produto, é uma parte importante do seguinte:FabricantesPara a qualidade, os testes de engenharia mecânica são importantes para todos os fabricantes. Além disso, esses testes permitem que os fabricantes mantenham sua reputação, reduzam os custos de produção e evitem a falha do produto.Poucas empresas de manufatura possuem as máquinas necessárias para esses testes. Portanto, você deve garantir a terceirização para alguém com as máquinas necessárias.Revendedores de materiaisOs revendedores de materiais devem garantir a adesão adequada aos padrões internacionais porque são o principal ponto de aquisição de materiais. Isso dá credibilidade aos concessionários.Clientes/ClientesTodos os clientes associados à fabricação de produtos devem garantir que os testes mecânicos sejam realizados em materiais e produtos antes, durante e após a produção. Como resultado, eles podem melhorar a qualidade do produto e reduzir a falha do produto.ConclusãoO teste mecânico é uma série de métodos de teste usados na análise de produtos e materiais para garantir a segurança durante a produção, a utilização adequada dos materiais e a relação custo-benefício. É uma parte crítica de cada indústria de design e manufatura.

Materiais automotivos testando uma enorme variedade de desafios especializadosPor que os testes de materiais para a indústria automotiva são tão desafiadores?A indústria automotiva envolve produtos complexos que devem ser cuidadosamente projetados para garantir segurança e desempenho em uma variedade de subsistemas cruciais. Esse imperativo de engenharia meticulosa só é amplificado pelo alto nível de competição na indústria, que leva os fabricantes de automóveis a inovar constantemente em busca da melhoria contínua do produto. Nesse contexto, teste de material assume uma importância acrescida. Os materiais precisam ser especificados com a maior precisão possível para garantir custo, peso e desempenho ideais. E os resultados dos testes precisam ser da mais alta qualidade para evitar erros que possam gerar recalls dispendiosos (ou pior, problemas de segurança). Os fabricantes automotivos enfrentam um imperativo para manter procedimentos confiáveis, precisos, precisos e repetíveis em uma grande variedade de testes necessários. Cobrimos alguns dos mais importantes em várias categorias abaixo. Esta lista apenas começa a cobrir o grande número de testes exigidos pelos fabricantes da indústria automobilística, mas ajuda a ilustrar o quão complicados são os requisitos de teste para OEMs automotivos’s. Teste de materiais automotivos: carroceriaAs carrocerias dos veículos estão se tornando cada vez mais complexas, empregando materiais de alta resistência, incluindo aços, alumínio e plásticos reforçados com fibras. Os engenheiros enfrentam uma competição contínua para utilizar os materiais mais leves possíveis sem comprometer a segurança dos passageiros. Soluções representativas para testes de carrocerias automotivas incluem máquinas para testar propriedades de conformação de chapas metálicas e estruturas de colisão. Máquinas de teste de materiais automotivos: chassisUm chassi automotivo é fundamental para a segurança geral do veículo, conforto de direção e eficiência de combustível. Consequentemente, eles são um foco particular de inspeções e os materiais precisam ser projetados meticulosamente para cada componente do chassi. As necessidades de teste representativas para chassis automotivos incluem: Teste de mola: os principais requisitos de teste de mola abrangem molas helicoidais de compressão, molas pneumáticas e amortecedores hidráulicos. Uma variedade de recursos de teste de mola (incluindo plataformas de medição de força, máquinas de teste servo-hidráulicas e testes multiaxiais) são necessários para avaliar atributos como fricção, desgaste e vida útil. Teste de rodas, aros e pneus: como ligação direta entre o chassi de um veículo e a estrada, rodas, aros e pneus transferem todas as forças e torques experimentados pelo veículo. Todos esses componentes vêm com seus próprios requisitos de teste, variando de testes de crescimento de tração/desgaste para elastômeros de pneus, testes de compressão para flanges de aro e pastilhas de freio, até testes para todo o conjunto da roda. Sistemas de direção: os atributos dos sistemas de direção, como efeito stick-slip, ângulo de torção máximo para eixos de direção e a confiabilidade dos ajustadores de altura da coluna de direção devem ser cuidadosamente testados para este sistema de controle crítico para a segurança. Teste de materiais automotivos: componentes internos e de segurançaDe cintos de segurança a apoios de cabeça e pedais de freio, todas as partes do interior de um veículo precisam ser projetadas para usabilidade, conforto e segurança ideais. As montadoras devem navegar nos testes para uma vasta gama de componentes, incluindo: Assento e componentes internos: os componentes cruciais do assento precisam funcionar sob uso extensivo de longo prazo em ambientes operacionais que podem variar de temperaturas árticas abaixo de zero ao sol escaldante do deserto. Os processos de teste precisam cobrir atributos, incluindo resistência à fadiga para materiais de assento, testes de dureza de espuma para apoios de cabeça e outras superfícies acolchoadas e rigidez para apoios de cabeça. Componentes de segurança: sistemas de segurança, incluindo cintos de segurança (com testes estritamente regulamentados pela UN/ECE-R16), tecidos e conectores de airbags e sistemas de vedação antiesmagamento para portas/janelas, todos exigem uma ampla gama de recursos de teste para garantir uma operação confiável mesmo após anos de uso. Controles operacionais: pedais (embreagem/freio/gás), alavancas de freio de emergência e interruptores de controle precisam ser projetados com precisão para garantir facilidade de uso com feedback tátil, óptico e acústico ideal para ações associadas do usuário. Fazer isso com sucesso requer recursos de teste especializados, como atuadores de força curva para pedais e garras de servo-atuador especializadas para testes de alavanca de freio de emergência. Teste de materiais automotivos: motores e acionamentosMotores e conjuntos de acionamento desempenham um papel essencial na determinação de desempenho, eficiência e emissões. Os fabricantes de automóveis são pressionados a projetar motores mais leves e rápidos, mesmo quando os recursos (como superalimentação e hibridização) se tornam mais complexos. Componentes do motor: recursos cruciais de teste de componentes do motor incluem testes de fadiga em uma variedade de temperaturas para bielas, virabrequins e molas de válvulas. Recursos de teste adicionais são necessários para sistemas relacionados ao motor, como rolamentos de elastômero, sistemas de exaustão e tapetes de conversores catalíticos.Trem de direção: dirigirO teste de trens deve capturar propriedades específicas em altas velocidades, torques e temperaturas. Os recursos vitais de teste do trem de força incluem teste de embreagem, teste de torção em eixos de transmissão, testes de dureza/fadiga em engrenagens e testes de torção em elementos de borracha e metal.Acionamentos alternativos: à medida que os veículos híbridos proliferam, os fabricantes automotivos estão investindo na obtenção de maior eficiência em motores de tração, o que requer recursos de teste especializados para componentes como sistemas de armazenamento de energia/hidrogênio e atuadores eletromagnéticos.