Ensaio de tração: o que é, passo a passo, cálculos e normas (NBR ISO 6892-1)

O ensaio de tração aplica a um corpo de prova padronizado uma força de tração axial, crescente e com velocidade controlada, até a ruptura. A máquina registra força e alongamento, e deles saem o limite de escoamento, a resistência à tração (R_m = F_m / S₀), o módulo de elasticidade, o alongamento e a estricção. Em metais, o ensaio segue a ABNT NBR ISO 6892-1:2024 ou a ASTM E8/E8M-25; em plásticos, a ASTM D638-22 ou a ISO 527-2.

Resumo em 30 segundos:

• Como se calcula: tensão = força ÷ área inicial (σ = F / S₀, em MPa); deformação = alongamento ÷ comprimento inicial (ε = ΔL / L₀).
• O que mede: escoamento (R_p0,2), resistência (R_m), módulo (E), alongamento (A) e estricção (Z).
• Com o quê: numa máquina universal de ensaios, com célula de carga e extensômetro.
• É destrutivo: o corpo de prova rompe; por isso ele é retirado de uma amostra representativa do lote.

Na foto, um corpo de prova de aço montado para o ensaio: preso entre as garras de cunha, com o extensômetro fixado no trecho útil para medir o alongamento.

O que é o ensaio de tração e o que ele mede

A ISO 6892-1 define o ensaio como deformar um corpo de prova por força de tração, em geral até a fratura, para determinar propriedades mecânicas. É o ensaio mecânico mais usado: é rápido, reprodutível e dá, numa única curva, a rigidez, a resistência e a ductilidade do material. Serve para aceitar lotes de aço, desenvolver ligas e polímeros, qualificar compósitos e alimentar cálculos de projeto. Ele faz parte do grupo dos ensaios mecânicos e mede boa parte das propriedades mecânicas dos materiais.

O ensaio pode ser feito num corpo de prova padronizado ou na própria peça. O corpo de prova dá as propriedades do material, comparáveis entre fornecedores e lotes; a peça inteira, como um parafuso, um cabo ou uma barra, mostra como aquele produto se comporta nas condições de uso.

O esquema abaixo mostra o princípio numa máquina universal Biopdi de coluna dupla: a travessa se desloca com velocidade controlada e afasta as garras, enquanto a célula de carga mede a força. No centro, a ampliação das garras de cunha, que apertam mais o corpo de prova à medida que a força cresce. À direita, o corpo de prova: a seção reduzida, onde a tensão é calculada, e as duas marcas do comprimento de referência, cujo afastamento dá a deformação. As duas grandezas são definidas na seção sobre corpo de prova, logo a seguir.

Propriedade	Símbolo (ISO)	O que diz
Módulo de elasticidade	E	rigidez: quanto o material deforma, de forma reversível, por MPa aplicado
Limite de escoamento convencional	Rp0,2	tensão em que começa a deformação permanente (0,2 % residual)
Limites de escoamento superior e inferior	ReH / ReL	em aços com patamar de escoamento
Resistência à tração	Rm	maior tensão de engenharia suportada
Alongamento após ruptura	A	ductilidade medida no comprimento de referência
Alongamento total na força máxima	Agt	exigido em vergalhões
Estricção	Z	redução de área no ponto de ruptura

Corpo de prova para ensaio de tração

O corpo de prova é o que torna o ensaio reprodutível. O resultado depende do comprimento e da forma da amostra, da velocidade de aplicação da carga e da precisão das medidas; por isso as normas fixam as dimensões, e dois laboratórios que seguem a mesma norma chegam a valores comparáveis. A forma escolhida depende do material, da capacidade da máquina e do produto de onde a amostra é retirada, e tem uma exigência que vale para todas: a ruptura precisa acontecer na parte útil, senão o ensaio não vale.

As partes do corpo de prova

Todo corpo de prova de tração tem três regiões, cada uma com uma função:

• Parte útil: o trecho central, mais estreito, com seção inicial S₀ conhecida. É nela que o material é realmente ensaiado. Dentro dela se marcam os limites do comprimento de referência L₀, onde o alongamento é medido.
• Cabeças: as pontas presas nas garras. Têm seção maior que a parte útil, para que a tensão nelas seja menor e a ruptura não aconteça ali. A forma depende do tipo de fixação: lisa para garra de cunha, roscada ou com flange.
• Raio de concordância (R): a curva que liga a cabeça à parte útil. Uma mudança brusca de seção concentraria tensão e faria o corpo de prova romper na transição; o raio distribui essa mudança.

O esquema abaixo mostra essas três regiões nos formatos mais usados: o cilíndrico de metal, a gravata de plástico e a gravata de borracha. As marcas em laranja delimitam o comprimento de referência. No cilíndrico, as cotas mínimas de parte paralela e de raio mudam com a norma: 75 mm e 10 mm no ASTM E8M; L₀ + d/2 e 0,75·d na ISO 6892-1.

Por que cada material tem o seu formato

• Metal: corpos de prova usinados, redondos ou planos. Na ISO 6892-1 o comprimento de referência é proporcional à seção, L₀ = 5,65·√S₀ (no redondo, 5 vezes o diâmetro). Assim o alongamento de corpos de prova de tamanhos diferentes pode ser comparado. A ASTM E8 usa 4 diâmetros, e a E8M, 5: por isso o alongamento só se compara entre ensaios com o mesmo L₀.
• Plástico: a gravata plana, moldada por injeção ou usinada de placa. Na ISO 527-2 tipo 1A, a parte estreita tem 10 × 4 mm e 80 mm de comprimento, e as cabeças mais largas garantem que a ruptura fique na parte estreita.
• Borracha e elastômero: a gravata é cortada com uma faca de corte (matriz) de uma placa de 2 mm. Na ISO 37 tipo 1, a parte estreita é curta (33 mm) e a transição tem dois raios. Como a borracha alonga várias vezes o próprio comprimento, o comprimento de teste é de só 25 mm.

Seção redonda ou retangular e direção de retirada

Corpos de prova de fundidos e de barras torneadas costumam ter seção redonda; os retirados de chapas, seção retangular. Em chapas laminadas, a direção de retirada importa: as propriedades mudam entre a direção de laminação e a transversal (anisotropia), e a direção vai para o relatório. Vergalhões, fios e cabos não são usinados: são ensaiados inteiros, com garras próprias para cada um.

Dimensões por norma

A tabela resume as dimensões dos corpos de prova mais usados em cada norma:

Norma e tipo	Seção útil	Comprimento de referência
ISO 6892-1, proporcional	qualquer	5,65√S0 (no redondo, 5d0), mínimo 15 mm
ASTM E8, redondo padrão (cotas da E8/E8M-09)	d = 12,5 mm	50 mm (4D)
ASTM E8M, redondo	d = 12,5 mm	62,5 mm (5D)
ASTM E8, redondos menores	d = 9 / 6 mm	36 / 24 mm
ASTM E8, chapa (sheet-type)	largura 12,5 mm	50 mm
ASTM E8, placa (plate-type)	largura 40 mm	200 mm
ASTM D638 tipo I (plástico)	largura 13 mm, espessura até 7 mm	50 mm
ASTM D638 tipo V (pouco material)	largura 3,18 mm	7,62 mm
ISO 527-2 tipo 1A (plástico)	10 × 4 mm	75 mm (l₃ = 170 mm)
ISO 37 tipo 1 (borracha; matriz C da ASTM D412)	6,2 × 2,0 mm	25 mm (A = 115 mm)

Ensaio de tração passo a passo

1. Retirar e usinar o corpo de prova. Registrar o local e a direção de retirada, que vão para o relatório. A superfície não pode ter entalhe nem rebarba.
2. Medir S₀. Com micrômetro, em mais de uma posição e direção.
3. Marcar L₀. Marcas finas, que não iniciem trinca. Proporcional: L₀ = 5,65√S₀, com pelo menos 15 mm.
4. Conferir a temperatura. Entre 10 e 35 °C, ou 23 ± 5 °C quando o ensaio pede condição controlada.
5. Zerar a força e fixar nas garras. A célula de carga é zerada antes de prender o corpo de prova. Garras de cunha para metais, bem alinhadas com o eixo.
6. Aplicar uma pré-carga pequena e instalar o extensômetro. A pré-carga tira as folgas do conjunto sem escoar o material.
7. Tracionar na velocidade da norma. No método A da ISO 6892-1, 0,00025 s⁻¹ (±20 %) até determinar o escoamento, depois 0,0067 s⁻¹ (±20 %) até a ruptura. São os valores recomendados: a norma admite também 0,00007 s⁻¹ antes e 0,00025 ou 0,002 s⁻¹ depois. Na ASTM E8, controle A, a taxa de tensão no trecho elástico fica entre 1,15 e 11,5 MPa/s (E8/E8M-09, a edição que consultamos).
8. Retirar o extensômetro, se ele não for do tipo que suporta a ruptura, depois do escoamento e antes da fratura.
9. Medir depois da ruptura. Juntar as partes e medir L_u; medir o diâmetro mínimo para Z. O alongamento só vale se a fratura ficar a pelo menos L₀/3 da marca mais próxima, salvo se o valor já atender o mínimo especificado.
10. Calcular, arredondar e emitir o relatório.

Para um corpo de prova de 10 mm com comprimento paralelo de 60 mm, como o do exemplo resolvido mais adiante, a velocidade de travessa no método A2 seria de cerca de 0,9 mm/min até o escoamento e 24 mm/min depois dele.

O passo 9 tem uma regra de validade, detalhada no esquema abaixo. No alto, a posição da fratura: com as metades juntas, mede-se L_u, e o resultado vale se a fratura ficou a pelo menos L₀/3 da marca mais próxima; fora disso, só vale se o alongamento já atingiu o mínimo. Embaixo, o recurso do Anexo I da ISO 6892-1, usado por acordo, para não perder o corpo de prova que rompeu perto da marca: dividir L₀ em intervalos de 5 mm antes do ensaio e recalcular A a partir das marcas X e Y, à mesma distância da fratura, e de uma marca Z além de Y; a fórmula aparece no próprio esquema.

Gráfico tensão-deformação do ensaio de tração

Durante o ensaio, a máquina registra a força e o alongamento. O software divide a força pela área inicial S₀ e o alongamento pelo comprimento de referência L₀ e traça a curva tensão × deformação, de onde saem todas as propriedades do ensaio. A seguir, as regiões dessa curva, o que cada propriedade significa e como a forma da curva muda entre materiais dúcteis e frágeis. A leitura detalhada está no artigo sobre o diagrama tensão-deformação.

As regiões da curva e os pontos A, B, C e D

A curva de um metal dúctil passa sempre pelas mesmas quatro regiões: elástica, escoamento, encruamento e estricção. Quatro pontos marcam as passagens entre elas: A, o limite de proporcionalidade, onde a curva deixa de ser reta; B, o limite elástico, logo acima; C, o limite de resistência à tração; e D, a ruptura. O gráfico abaixo mostra as regiões e os pontos numa curva típica.

Lendo essa curva da esquerda para a direita:

• Região elástica, até os pontos A e B. Tensão e deformação crescem juntas, em linha reta. Se a carga for retirada nesse trecho, o corpo de prova volta ao comprimento inicial. A inclinação da reta é o módulo de elasticidade.
• A, limite de proporcionalidade, e B, limite elástico. O limite de proporcionalidade é a última tensão em que a curva ainda é reta; o limite elástico é a maior tensão que o material suporta sem ficar com deformação permanente. Nos metais os dois estão tão próximos que, na prática, se confundem, e são difíceis de medir. Por isso as normas usam no lugar deles o limite de escoamento convencional, R_p0,2.
• Escoamento. Começa a deformação plástica, que é permanente. Aços de baixo carbono mostram um patamar em que o corpo de prova alonga sem a força subir (R_eH e R_eL); na maioria dos metais a passagem é gradual.
• Encruamento, até o ponto C. A deformação plástica endurece o metal e a força volta a subir até o máximo. O ponto C é o limite de resistência à tração, R_m.
• Estricção, de C a D. A deformação se concentra num ponto, a seção afina formando um pescoço e a força cai até a ruptura, no ponto D. A curva de engenharia cai porque divide a força pela área inicial; na seção que afina, a tensão real continua subindo.

O que cada propriedade da curva significa

Módulo de elasticidade (E). É a razão entre tensão e deformação no trecho reto, E = σ / ε, e mede a rigidez: quanto maior, menos o material deforma sob a mesma tensão. Nos metais ele depende das ligações entre os átomos e quase nada da microestrutura, por isso um aço recozido e um temperado têm praticamente o mesmo E, entre 190 e 210 GPa. É a lei de Hooke aplicada ao material.

Deformação elástica e deformação plástica. A elástica é reversível e desaparece quando a carga é retirada. Passado o escoamento, a tensão deixa de ser proporcional à deformação e parte do alongamento fica permanente: é a deformação plástica, que permite conformar o metal e que avisa antes da ruptura.

Limite de escoamento (R_p0,2, R_eH, R_eL). É a tensão em que começa a deformação permanente, e é a base do projeto estrutural: a peça é dimensionada para trabalhar abaixo dela. Quando não há patamar, usa-se o método do offset de 0,2 %, mostrado em "Como calcular", logo a seguir.

Limite de resistência à tração (R_m). É a maior tensão de engenharia da curva, R_m = F_m / S₀. Depois dele começa a estricção e a peça já não suporta carga maior.

Ductilidade (A e Z). É quanto o material se deforma plasticamente até romper, medida pelo alongamento após a ruptura (A) e pela estricção (Z). Um material com pouca ou nenhuma deformação plástica é frágil. A ductilidade indica quanto a peça vai se deformar, e avisar, antes de romper, e quanto ela aceita de conformação na fabricação.

Tenacidade. É a energia que o material absorve até a fratura, representada pela área sob toda a curva: combina resistência e ductilidade. É desejável em peças sujeitas a choque, como engrenagens e correntes. A tenacidade ao impacto, com entalhe e alta velocidade, é medida em outro ensaio, o de impacto Charpy.

Resiliência. É a energia que o material absorve no trecho elástico e devolve ao ser descarregado, medida pelo módulo de resiliência U_r = σ_e² / (2E), a área sob o trecho reto. Para um aço com escoamento de 350 MPa e E de 205 GPa, o mesmo do exemplo resolvido adiante, U_r = 350² / (2 × 205.000) = 0,30 MJ/m³. Materiais para molas precisam de escoamento alto e módulo baixo.

Encruamento. É o endurecimento do metal pela própria deformação plástica: as discordâncias se multiplicam e se travam, e é preciso mais força para continuar deformando. É o trecho que sobe entre o escoamento e o ponto C.

Estricção. É a formação do pescoço, quando o endurecimento por encruamento já não compensa a redução da seção e a deformação se concentra num ponto. A redução de área na fratura (Z) mede quanto a seção afinou.

Coeficiente de Poisson (ν). Quando o corpo de prova alonga, ele também afina. O coeficiente de Poisson é a razão, com sinal positivo, entre a deformação lateral e a axial: ν = −ε_lateral / ε_axial. Nos metais fica entre 0,25 e 0,35, e o máximo teórico é 0,5. Para medi-lo, usa-se um extensômetro axial e outro transversal.

Materiais dúcteis e frágeis

Materiais dúcteis, como o aço de baixo carbono, o cobre e a maioria dos polímeros, se deformam bastante no regime plástico e formam pescoço antes de romper. Materiais frágeis, como o ferro fundido cinzento, o aço temperado e as cerâmicas, quase não se deformam plasticamente e rompem de uma vez. A forma da curva depende também da composição, do tratamento térmico, da deformação que o material já sofreu, da velocidade de ensaio e da temperatura.

O formato da curva também revela o tipo de fratura: a fratura dúctil, em taça e cone, vem com estricção e Z alto; a frágil é plana e perpendicular ao eixo, sem estricção. Veja a diferença em ductilidade.

Os três gráficos abaixo comparam metais de comportamento diferente: o aço de baixo carbono, dúctil e com patamar de escoamento; o cobre, dúctil e sem patamar; e o ferro fundido cinzento, que rompe quase sem deformação plástica.

Como calcular: fórmulas do ensaio de tração

Todo o ensaio se resume a dividir força por área e alongamento por comprimento. A notação abaixo é a da ABNT NBR ISO 6892-1.

Grandeza	Fórmula	Unidade
Área inicial (redondo / plano)	S0 = π·d0² / 4  ou  S0 = a0·b0	mm²
Comprimento de referência proporcional	L0 = 5,65·√S0 (no redondo, 5·d0)	mm
Tensão de engenharia	σ = F / S0	MPa (N/mm²)
Deformação de engenharia	ε = ΔL / L0	adimensional ou %
Módulo de elasticidade	E = Δσ / Δε no trecho linear	GPa
Resistência à tração	Rm = Fm / S0	MPa
Alongamento após ruptura	A = (Lu − L0) / L0 × 100	%
Estricção	Z = (S0 − Su) / S0 × 100	%
Tensão e deformação verdadeiras (até Fm)	σV = σ(1 + ε); εV = ln(1 + ε)	MPa; adimensional

O limite de escoamento pelo método do offset. Quando o material não tem patamar de escoamento, traça-se uma reta paralela ao trecho elástico, deslocada 0,2 % no eixo da deformação. O ponto onde ela cruza a curva é o R_p0,2. O módulo de elasticidade é a inclinação do trecho linear, que é a lei de Hooke; detalhes em módulo de elasticidade e em limite de resistência à tração.

O gráfico abaixo mostra essas leituras numa curva de aço, com os mesmos números do exemplo resolvido a seguir: o módulo pela inclinação do trecho reto, o R_p0,2 pelo offset, o R_m no ponto mais alto e o alongamento A depois da recuperação elástica.

Exemplo resolvido: do ensaio ao resultado

Um corpo de prova redondo de aço com d₀ = 10,00 mm foi ensaiado pela ISO 6892-1 com extensômetro. Leituras: força no offset de 0,2 % de 27,5 kN, força máxima de 33,0 kN, comprimento final entre marcas de 57,5 mm, diâmetro no pescoço de 6,20 mm. No trecho elástico, entre 50 e 150 MPa, o extensômetro leu 0,02439 mm.

1. Área: S₀ = π × 10² / 4 = 78,54 mm².
2. Comprimento de referência: L₀ = 5,65 × √78,54 = 50,07 mm, na prática 50 mm (5d₀).
3. Escoamento: R_p0,2 = 27.500 / 78,54 = 350 MPa.
4. Resistência: R_m = 33.000 / 78,54 = 420 MPa.
5. Módulo: Δσ = 100 MPa; Δε = 0,02439 / 50 = 0,000488; E = 100 / 0,000488 = 205 GPa.
6. Alongamento: A = (57,5 − 50) / 50 × 100 = 15,0 %.
7. Estricção: S_u = π × 6,20² / 4 = 30,19 mm²; Z = (78,54 − 30,19) / 78,54 × 100 = 62 %.

CP	d0 (mm)	S0 (mm²)	Rp0,2 (MPa)	Rm (MPa)	E (GPa)	A (%)	Z (%)
1	10,00	78,54	350	420	205,0	15,0	62

A linha acima já está no formato do relatório, com o arredondamento recomendado pela norma, salvo outra regra da norma de produto: resistências ao MPa inteiro, alongamento a 0,5 % e estricção a 1 %. Os valores são compatíveis com um aço 1020 trefilado. É um exemplo didático.

Plástico, ASTM D638 tipo I. Seção de 13,0 × 3,2 mm = 41,6 mm² e força máxima de 2,08 kN: σ = 2.080 / 41,6 = 50,0 MPa. Se o ensaio durou 40 s, a velocidade foi alta demais: a D638 pede a menor velocidade que rompa o corpo de prova entre 0,5 e 5 minutos.

O que vai no relatório do ensaio de tração

Pela ISO 6892-1 (cláusula 22), o relatório traz no mínimo:

• a norma e o código da condição de velocidade (por exemplo, "ISO 6892-1:2019 A224");
• a identificação e o tipo do corpo de prova;
• o material, se conhecido, e o local e a direção da amostragem;
• o modo de controle e as taxas, quando diferentes das recomendadas;
• os resultados arredondados.

Na prática de laboratório, acrescentam-se a curva, o operador, a máquina e a data de calibração (ABNT NBR ISO 7500-1), a classe do extensômetro (ABNT NBR ISO 9513) e a média e o desvio-padrão de vários corpos de prova. O software de ensaio monta esse relatório com as curvas sobrepostas.

Ensaio de tração por material

O ensaio é o mesmo, mas a norma, o corpo de prova, as garras e o que se procura na curva mudam de um material para outro.

Aço e vergalhão

Em aço, o ensaio segue a ABNT NBR ISO 6892-1 ou a ASTM E8, com o limite de escoamento pelo offset de 0,2 % ou, em aços com patamar, pelos limites superior e inferior. Valores típicos, que dependem do estado e da bitola:

Aço e condição	Escoamento (MPa)	Rm (MPa)	A em 50 mm (%)	Fonte
AISI 1020 trefilado a frio	350	420	15	AZoM
AISI 1045 laminado a quente	310	565	16	AZoM
AISI 1045 trefilado	450	585	12	AZoM
AISI 4140 recozido	415	655	25,7	AZoM

O módulo de elasticidade de todos eles fica entre 190 e 210 GPa: o tratamento muda a resistência, não a rigidez. Veja módulo de elasticidade do aço.

Vergalhão CA-50. A ABNT NBR 7480:2024 exige do CA-50 escoamento de pelo menos 500 MPa, uma relação mínima entre resistência e escoamento e alongamento de pelo menos 8 % em 10 diâmetros. Exemplo com barra de 12,5 mm (área nominal de 122,7 mm²): força de escoamento de 67,0 kN dá f_y = 546 MPa; força máxima de 83,5 kN dá f_st = 680 MPa, relação 1,25; com L₀ = 125 mm e L_u = 141,5 mm, A = 13,2 %. A barra atende. Os mínimos das três categorias estão em ductilidade. A foto abaixo mostra um vergalhão preso nas garras de cunha: a barra é ensaiada inteira, sem usinar.

Polímeros e compósitos

Plásticos rígidos e semirrígidos seguem a ASTM D638-22, com corpo de prova tipo gravata (tipos I a V) e espessura até 14 mm; filmes com menos de 1 mm vão para a ASTM D882. O resultado depende muito da velocidade, da temperatura e da umidade, e por isso o corpo de prova é condicionado antes (23 °C e 50 % de umidade relativa). A equivalente ISO é a ISO 527-2, revisada em 2025. Compósitos de fibra seguem a ASTM D3039, com corpo de prova retangular e reforços colados nas pontas. A foto abaixo mostra uma gravata de plástico montada nas garras.

Os polímeros são muito mais sensíveis à velocidade de ensaio e à temperatura que os metais, e se deformam por mecanismos diferentes. Por isso há três formas típicas de curva: o polímero frágil (A), que rompe logo após o trecho elástico; o dúctil (B), que escoa, forma um pescoço que se propaga pelo corpo de prova e alonga muito; e o elastômero (C), que alonga várias vezes o próprio comprimento com tensão baixa. As três formas estão no gráfico abaixo.

Concreto

O concreto quase não é ensaiado em tração direta. No Brasil, usa-se a tração por compressão diametral (ABNT NBR 7222:2011): um cilindro deitado é comprimido ao longo da geratriz e f_ct,sp = 2F / (π·d·L). Um cilindro de 100 × 200 mm que rompe a 110 kN tem 3,50 MPa. O ensaio é feito em prensa; veja ensaio de compressão.

Cerâmicas

Cerâmicas são duras, mas frágeis, e raramente se ensaiam por tração: qualquer trinca introduzida na fabricação ou na fixação do corpo de prova faz a peça romper antes da hora, e a garra tende a quebrá-las. Por isso a resistência de cerâmicas se mede, em geral, por flexão em 3 ou 4 pontos, com corpos de prova em forma de barra.

Por que usar extensômetro no ensaio de tração

A deformação pode ser medida de duas formas, e a diferença começa pelo trecho do corpo de prova que se mede. Sem extensômetro, ela é calculada pelo deslocamento da travessa, e o que se alonga nessa conta é o corpo de prova inteiro entre as garras: o trecho útil, as concordâncias e a parte das cabeças que fica fora das cunhas. Só no trecho útil a seção é constante e a tensão é a calculada (F/S₀); nas concordâncias e nas cabeças a seção é maior, a tensão é menor e a deformação também, então a média sobre o corpo de prova inteiro não representa o material. Além disso, o deslocamento da travessa não é só do corpo de prova: ele soma a deformação elástica da própria máquina (colunas, célula de carga, adaptadores), a das garras, a acomodação das cunhas no início do ensaio e qualquer escorregamento. No trecho elástico, em que o corpo de prova se alonga poucos centésimos de milímetro, essas parcelas são maiores que a do próprio material.

Com o extensômetro, a deformação é medida só na região de interesse. Ele é fixado no próprio corpo de prova, com duas facas apoiadas no trecho útil e separadas pelo comprimento de referência L₀, onde a seção é uniforme e a tensão é conhecida, e mede apenas o alongamento que acontece entre elas: nada da máquina, das garras ou das concordâncias entra na leitura. A foto abaixo mostra um extensômetro Biopdi preso a um corpo de prova plano.

Para ver o tamanho da diferença, o gráfico abaixo mostra o mesmo ensaio medido das duas formas, com os números do exemplo resolvido (aço, R_p0,2 de 350 MPa, R_m de 420 MPa, E de 205 GPa). A força é a mesma nas duas curvas; muda só a deformação. À esquerda está a curva inteira: a da travessa, em laranja, fica deslocada para a direita do começo ao fim e termina com 20 % de alongamento, contra 15 % do corpo de prova. No gráfico abaixo, à direita, está o início da curva ampliado, que é onde saem o módulo e o limite de escoamento.

No trecho ampliado aparecem os efeitos da medição pela travessa:

• Trecho inicial curvo. Enquanto as cunhas se acomodam no corpo de prova, a travessa anda sem que o material se deforme na mesma proporção. A curva começa torta, e o trecho reto só aparece depois.
• Módulo de elasticidade muito baixo. Pela travessa, a inclinação do trecho reto dá um módulo aparente de cerca de 34 GPa, contra os 205 GPa do aço medidos pelo extensômetro. O valor aparente não é propriedade do material: muda com a máquina, as garras e o comprimento do corpo de prova.
• Limite de escoamento impossível de ler. O R_p0,2 é lido onde a curva cruza a reta paralela ao trecho elástico, deslocada de 0,2 %. Na curva do extensômetro, isso dá os 350 MPa corretos. Na curva da travessa, a mesma reta cai ainda na acomodação das cunhas, e o resultado não tem significado.
• Alongamento maior. Como a travessa mede o corpo de prova inteiro, entram na conta a folga e o escorregamento das garras, a deformação da máquina e o que as concordâncias deformam junto ao trecho útil. As cabeças, de seção maior, quase não se deformam, mas o total ainda sai maior que o alongamento real do material.

O gráfico acima é calculado, para isolar o efeito da medição. O gráfico abaixo é de um ensaio real de alumínio, com dois corpos de prova do mesmo material em condições diferentes: o da curva preta foi tratado termicamente e medido sem extensômetro, pela travessa; o da curva vermelha, sem tratamento, foi medido com extensômetro. Os dois efeitos aparecem juntos. O limite de resistência mais alto da curva preta, cerca de 180 MPa contra 130 MPa, vem do tratamento térmico, e não da medição, porque o R_m depende só da força. Já o alongamento muito maior da curva preta soma as duas causas: o material tratado e a deformação da máquina e das garras que a travessa inclui.

Por isso, se o ensaio só precisa do R_m, a travessa basta. Para o módulo, o limite de proporcionalidade e um R_p0,2 confiável, o extensômetro é indispensável. O alongamento após a ruptura é outro caso: pela ISO 6892-1, ele se mede nas marcas do comprimento de referência, juntando as duas metades do corpo de prova depois do ensaio, ou pelo extensômetro; pela travessa, não, salvo para completar a medição depois que o extensômetro foi retirado após a força máxima, como o Anexo A da norma admite, de forma comprovável. A norma pede extensômetro de classe 1 da ISO 9513 para a resistência de prova (R_p e R_t) e aceita a classe 2 para as propriedades com extensão acima de 5 %, e o tipo de extensômetro tem de constar do relatório quando o módulo é determinado. Comparar dois materiais exige, além disso, que os dois sejam medidos da mesma forma.

O extensômetro também tem um limite: ele só vê o que acontece entre as facas. Se a estricção e a ruptura acontecem fora do comprimento de referência, a leitura não registra o alongamento concentrado no pescoço. Por isso a ISO 6892-1 tem regras para a posição da fratura (o resultado vale se ela ficar a pelo menos L₀/3 da marca mais próxima, ou se A já atingir o mínimo especificado), e muitos laboratórios retiram o extensômetro depois do escoamento, para protegê-lo do impacto da ruptura, e medem o alongamento final pelas marcas.

Extensômetro no ensaio de tração de polímeros

Nos polímeros o problema muda de causa, mas não desaparece. A deformação da máquina pesa menos, porque o corpo de prova é dezenas de vezes mais flexível que ela e as forças são baixas. Em compensação, outros efeitos crescem. As concordâncias e as cabeças do corpo de prova gravata têm o mesmo módulo baixo do trecho útil e seção só cerca de duas vezes maior, então se deformam bastante e entram na leitura da travessa. O polímero escorrega e afina dentro das garras, porque o material flui sob a pressão das cunhas. E, nos dúcteis, o pescoço se propaga pelo corpo de prova e pode avançar sobre as concordâncias, de modo que o alongamento pela travessa se afasta ainda mais do alongamento no trecho útil.

Por isso as normas de plásticos separam as duas grandezas. Para o módulo em tração, a ISO 527-1 exige extensômetro de classe 1 da ISO 9513, e a ASTM D638 exige extensômetro de classe B-2 da ASTM E83; o deslocamento da travessa não pode substituí-lo. Depois do escoamento a lógica se inverte. Nos plásticos que formam pescoço, ele pode nascer fora das facas, e o extensômetro deixaria de registrar o alongamento. As duas normas passam então a usar a deformação nominal: o deslocamento da travessa dividido pela distância inicial entre garras. No método preferido da ISO 527-1 para corpos de prova multipropósito, a deformação vem do extensômetro até o escoamento e da travessa depois dele, e o resultado é relatado como nominal, sem ser comparado com uma deformação medida só no trecho útil. Em elastômeros e filmes, que alongam várias vezes o próprio comprimento, usam-se extensômetros de grande curso ou medição óptica, sem contato.

Normas do ensaio de tração

A qual norma recorrer depende do material e do cliente: produto brasileiro costuma pedir a NBR ISO 6892-1; exportação para os Estados Unidos, a ASTM E8. As duas não são idênticas: a temperatura (10 a 35 °C na ISO, 10 a 38 °C na ASTM), o comprimento de referência (5d na ISO e no E8M, 4D no E8) e o controle de velocidade mudam, e o alongamento só se compara entre ensaios feitos com o mesmo comprimento de referência.

A tabela reúne as normas de tração mais usadas, por material:

Norma	Aplicação	Edição vigente
ABNT NBR ISO 6892-1	metais, temperatura ambiente	2024, idêntica à ISO 6892-1:2019 (cancela a de 2013; versão corrigida de 07/2026)
ABNT NBR ISO 6892-2	metais, temperatura elevada	2024
ASTM E8/E8M	metais	E8/E8M-25
ASTM A370	produtos de aço	A370-26
ABNT NBR 7480	vergalhões e fios para concreto armado	2024 (equivale à 2022 corrigida com a Emenda 1)
ASTM D638	plásticos rígidos e semirrígidos	D638-22
ISO 527-2	plásticos (moldagem e extrusão)	2025
ASTM D882 e ISO 527-3	filmes e folhas plásticas finas
ASTM D412	borrachas e elastômeros
ASTM D3039	compósitos de matriz polimérica
ASTM D5034 e D5035	tecidos: método grab e método da tira
ASTM D6319	luvas médicas de nitrila (especificação do produto; a tração segue a ASTM D412)
ASTM D1414	anéis de vedação (O-rings) de borracha
ASTM F2458	adesivos e selantes de tecido
ABNT NBR 7222	concreto, tração por compressão diametral	2011
ABNT NBR ISO 7500-1 e 9513	calibração da máquina e do extensômetro	7500-1: 2023; 9513: 2013

Erros comuns no ensaio de tração

1. Medir o módulo ou o escoamento pela travessa. Subestima o módulo. Use extensômetro.
2. Garra escorregando. Aparece como degrau ou serrilhado na curva antes do escoamento. Corrija com cunha adequada à dureza, mais pressão ou reforços colados.
3. Desalinhamento. Gera flexão, fratura na garra e resistência baixa.
4. Velocidade fora da norma. O escoamento é sensível à taxa. Registre o código da condição e nunca acelere a máquina no escoamento.
5. Fratura fora do terço central. Invalida o alongamento, salvo se ele já atender o mínimo.
6. Usar a dimensão nominal num corpo de prova usinado. Usinado usa a dimensão medida. Vergalhão não usa paquímetro: pela NBR 7480, a área é a de um cilindro com a mesma massa por metro que a barra, obtida na pesagem.
7. Confundir tensão de engenharia com verdadeira. R_m não é a tensão real na fratura.

Máquina para ensaio de tração: como escolher a capacidade

A força máxima esperada é a resistência vezes a área: F_m ≈ R_m × S₀. Escolha uma máquina com folga sobre esse valor. Um aço 1045 laminado (565 MPa) em corpo de prova de 12,5 mm (122,7 mm²) rompe perto de 69 kN; um vergalhão CA-50 de 12,5 mm, perto de 84 kN. Os dois pedem a faixa de 100 a 200 kN.

A máquina universal da Biopdi é eletromecânica: um motor aciona os fusos que movem a travessa, com controle fino de velocidade e posição, que é o que as normas de tração pedem. As garras fixam o corpo de prova e o mantêm alinhado ao eixo; os sistemas mais comuns são cunha, rosca e flange. A célula de carga mede a força a cada instante, o encoder mede o deslocamento da travessa e o extensômetro mede o alongamento no próprio corpo de prova. O software controla o ensaio, traça a curva e gera o relatório. A exatidão do resultado depende tanto da máquina quanto do uso certo dela: célula de carga dimensionada para a força do ensaio e extensômetro no trecho elástico. O painel abaixo mostra a máquina, o papel de cada parte no ensaio de tração e as garras usadas.

Material e corpo de prova	Faixa de força	Modelo Biopdi
Filmes, fios finos, fitas	200 N a 1 kN	MBIOI-1P-M2
Plásticos (D638, ISO 527), elastômeros, têxteis	2 a 10 kN	MBIOI-10-M2 (coluna estendida para alto alongamento)
Chapas metálicas, compósitos, fixadores	5 a 50 kN	MBIOII-50-M2
Vergalhões, barras, perfis, cabos	100 a 200 kN	MBIOII-200-M2
Barras grossas, cabos de alta carga	300, 600 e 1.000 kN	MBIOII-300-M2, 600-M2, 1000-M2

Para materiais que alongam muito, como borrachas e plásticos dúcteis, confira também o curso da travessa: a coluna estendida existe para isso. O funcionamento interno da máquina está em máquina universal de ensaio.

Vídeos de ensaio de tração

Ensaios de tração em aço e em polímero feitos em máquinas universais Biopdi, e a apresentação do modelo de 100 kN.