PM2.1A.Simões

2006

DEFORMAÇÃO DE MONOCRISTAIS1. ESCORREGAMENTO

Monocristal Zn

Degraus na superfícieBandas de escorregamento

Planos de escorregamento

PM2.2A.Simões

2006

1. ESCORREGAMENTO

Linhas de escorregamento:50-500 átomos de intervalo

Bandas: 10 000 diâmetros atómicos

100X

Deformação de monocristais por escorregamento: Escorregamento dos átomos que se encontram em determinados planos(planos de escorregamento)

PM2.3A.Simões

2006

ESCORREGAMENTO Efeito de uma tensão de corte

Facilitado pelas deslocações

Acumulação de defeitos nos limites de grão

PM2.4A.Simões

2006

1. ESCORREGAMENTO

Facilitado nos planos mais compactos

PM2.5A.Simões

2006

SISTEMAS DE ESCORREGAMENTO

Sistema de escorregamento: plano de escorregamento + direcção de escorregamento

CFC:

PM2.6A.Simões

2006

ESCORREGAMENTO

Energia menor em:planos mais compactosdirecções mais compactas

Com tensões elevadas em planos compactos: planos menos compactos tornam-se activos

PM2.7A.Simões

2006

Tensão crítica

Tensão tangencial resolvida crítica, τc

φλστλ

φ

τ

coscoscosFF

cosAA

AF

corte_áreacorte_força

r

r

0l

l

rr

=×=

=

==

Lei de Schmid

PM2.8A.Simões

2006

2. MACLAGEM (twinning)

Parte da rede atómica deforma-se originando a imagem no espelho da parte não-deformada.

Átomos deslocam-se proporcionalmente à distância ao plano de macla.

Importante em HC.

PM2.9A.Simões

2006

MACLAGEM

PM2.10A.Simões

2006

METAIS POLICRISTALINOS

Limites de grão vsresistência mecânica:

T ambiente

T elevada

Empilhamento de defeitos nos limites grão

PM2.11A.Simões

2006

ALTERAÇÃO DA DUREZA

A. Endurecimento:• Deformação a frio (Encruamento)

•Densidade de deslocações•Alongamento grãos

• Solução sólida

B. Recozimento: •Aumento tamanho grão•Diminuição dureza

PM2.12A.Simões

2006

ENCRUAMENTO

Laminagem:

% deformação a frio:∆ A x 100%

A0

A: área da secção

PM2.13A.Simões

2006

ENCRUAMENTO

Cobre:

Yield stregth

Tensile stregth

Elongation

PM2.14A.Simões

2006

ENDURECIMENTO POR SOLUÇÃO SÓLIDA

Tamanho relativoDistorções da rede

Ordem a curta distância

Agrupamento de átomos

Cu Zn

PM2.15A.Simões

2006

RECOZIMENTO

1. Recuperação2. Recristalização3. Crescimento de grão

PM2.16A.Simões

2006

RECOZIMENTO – Efeito de T

PM2.17A.Simões

2006

Recristalização

PM2.18A.Simões

2006

FRACTURA

Frágil (brittle): planos característicos (planos de clivagem)

Propagação rápida

Dúctil: após grande deformação plástica

Propagação lenta de fissuras

PM2.19A.Simões

2006

FRACTURA DÚCTIL

1. Estricção + cavidades2. Crescimento + fissuração

perpendicular3. Crescimento a 45º4. Fractura taça-e-cone

PM2.20A.Simões

2006

FRACTURA DÚCTIL

PM2.21A.Simões

2006

FRACTURA FRÁGIL

1. Deformação plástica: concentração de deslocações junto a obstáculos nos planos de escorregamento

2. Tensões de corte elevadas: formação de microfissuras

3. Propagação rápida das microfissuras(transgranular ou intergranular)

Importante na estrutura HC

PM2.22A.Simões

2006

TENACIDADE

Resistência mecânica: Energia absorvida atéà ruptura.

Tenacidade: Energia absorvida até à fractura.

PM2.23A.Simões

2006

TENACIDADE

Medida da quantidade de energia que um material absorve até àfractura.

Ensaio de resistência ao impacto: PênduloProvete de Charpy, entalhe V

Massa do pênduloDiferença de alturas

PM2.24A.Simões

2006

TENACIDADE

Mais dúctil

Mais frágil

Efeito de elementos de liga e de T

PM2.25A.Simões

2006

TENACIDADE À FRACTURA(ensaio de tracção)

aYK1 πσ=K1: factor intensidade de tensãoY: cte geométrica; σ: tensão nominal aplicadaa: comprimento da fenda superficial (1/2 da interna)K1c: valor crítico de K1

aYK fC1 πσ=

PM2.26A.Simões

2006

TENACIDADE

aYK fC1 πσ=

Caso Prático: um componente plano de Al 2024-T851 tem de suportar uma tensão de tracção de 207 MPa. Qual o comprimento máximo de uma fenda interna que o material pode suportar?

PM2.27A.Simões

2006

FADIGA

1. Nucleação num ponto de acumulação de tensões.2. Propagação formando estrias.3. Fractura (dúctil) quando a área é muito pequena e tensão acumulada é excessiva – zona rugosa.

Tensões repetitivas ou cíclicas.

Fractura a tensões inferiores às de tensões estáticas simples.

Muito comum em máquinas.

PM2.28A.Simões

2006

FLUÊNCIA

Deformação plástica ao longo do tempo devido a uma tensão constante. Importante a temperaturas elevadasvelocidade de fluência=dε/dt

Fluência primária: encruamento

Fluência secundária: recuperação(velocidade de fluência mínima)

Fl. Terciária: estricção e formação de cavidades limites grão

T alta: > 0,5 TMT baixa: < 0,4 TM

Curva de fluência, T alta:

PM2.29A.Simões

2006

FLUÊNCIA

h/%102,1

h/102,1h800

0019,00029,0t

4

6

−

−

×=

×=−

=∆ε∆

Exte

nsão

, ε

AISI 316

Avaliação:Tensão que provoca velocidade de fluência mín de 10-5 % / hora

PM2.30A.Simões

2006

RUPTURA POR FLUÊNCIA

AISI 316

Declive: oxidação, corrosão, cristalização ou transformações de fase.

PM2.31A.Simões

2006

CONCEITOS

Tensão uniaxial: Deformação elástica – deformação plástica (deformação permanente)Tensão limite convencional de elasticidade a 0,2%, tensão de ruptura (tensão máxima), extensão até à fractura (ductilidade).Diagrama de tensão nominal-extensão nominal (ensaio tracção)Dureza- resistência à deformação plástica (indentação)Mecanismo da deformação plástica – escorregamento com movimento de deslocações (sistemas de escorregamento).Maclagem – quando o escorregamento é difícil.T ambiente, limites de grão são obstáculos ao movimento de deslocações. A alta temperatura pode ocorrer escorregamento dos limites de grão.Deformação a frio : encruamento.Maquinagem envolve em geral encruamento + recozimento.Fracturas: dúctil, frágil, frágil-dúctil.Esforços cíclicos: Fadiga.Tensão constante, T elevada: Fluência.