O encruamento de um metal pode ser definido como sendo o seu endurecimento por deformação plástica.

Os períodos de relaxação para alguns processos atômicos significativos em cristais são tão extensos que o equilíbrio completo é raramente atingido, por este motivo que os metais apresentam a particularidade bastante útil de encruamento por deformação. O encruamento por deformação plástica é um dos mais importantes métodos de endurecer os metais. O encruamento ocorre basicamente porque os metais se deformam plasticamente por movimento de discordâncias e estas interagem diretamente entre si ou com outras imperfeições, ou indiretamente com o campo de tensões internas de várias imperfeições e obstáculos. Estas interações levam a uma redução na mobilidade das discordâncias, o que é acompanhada pela necessidade de uma tensão maior para provocar maior deformação plástica.

O encruamento pode ser também chamado de trabalho a frio porque este fenômeno acontece em temperaturas abaixo da temperatura de recristalização. Por tanto, aumentando a temperatura os efeitos do aumento da resistência do metal adquiridos pelo processo de trabalho a frio, podem ser diminuídos até voltar às suas propriedades originais.

 A figura abaixo mostra o comportamento de um sólido elastoplástico, onde o tempo de relaxação é curto e a tensão é independente da deformação depois de atingir o seu estado de equilíbrio, e de um sólido cristalino real deformado plasticamente, tornando-se mais resistente e uma tensão ainda maior é necessária para sua deformação. Isso é chamado de encruamento.

Referência, CALLISTER, Ciência e engenharia dos materiais, Edição 7, Rio de Janeiro, LTC.

Muitas teorias têm sido propostas para explicar o encruamento. A maior dificuldade reside no fato de determinar como a densidade e a distribuição das discordâncias varia com a deformação plástica.

Segundo COTTRELL: “O encruamento foi o primeiro problema que a teoria de discordâncias tentou resolver e será provavelmente o último a ser resolvido”. Qualquer teoria aceitável deve explicar as seguintes características:

a) Deve predizer a curva tensão-deformação que está de acordo com observações experimentais. b) Deve explicar a influência da temperatura sobre a curva tensão-deformação. c) O desenvolvimento das configurações assumidas pelas discordâncias durante os vários estágios da curva tensão-deformação deve ser consistente com as predições acima citadas. d) A configuração das discordâncias em (c) deve ser consistente com as configurações observadas experimentalmente.

TEORIA DE TAYLOR

Taylor propôs um modelo que predissesse a curva parabólica. As discordâncias, ao se moverem, interagem elasticamente com outras discordâncias em um cristal e travam-se. Essas discordâncias travadas dão origem a tensões internas que, geralmente, aumentam a tensão de deformação.

Seja L a distância média que uma discordância percorre antes que seja parada. Seja ρ a densidade de discordâncias após uma dada deformação cisalhante, então, a deformação γ é dada por = ρ *L

Com isso, podemos concluir que o fenômeno do encruamento, é muito importante no que norteia a ciência dos materiais e a mecânica dos sólidos, pois ela age diretamente no metal fazendo com que sua resistência aumente de forma que a aplicação desse metal na engenharia seja melhor utilizada para fins práticos.

Referência, livro “Princípios da Metalurgia Mecânica” (Meyers e Chawla).