A Estrutura Cristalina

PPGEM – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica da UFPE

Propriedades Mecânicas dos Materiais

Lista de Exercícios

1 - Quais os mecanismos de deformação plástica que você conhece? Quais as principais características, similaridades e diferenças entre eles?

Resposta: A deformação plástica pode ocorrer pelos mecanismos abordados a

Seguir:

 

2 - Apresente uma curva tensão versus deformação para um monocristal CFC contendo os três estágios característicos.

1. Quais os mecanismos predominantes em cada estágio?
2. Quais as subestruturas de discordâncias características em cada estágio?
3. Qual o efeito da temperatura no início e na extensão de cada estágio?

Resposta: A curva tensão versus deformação, para um monocristal CFC, contendo os três estágios característicos é mostrada na Figura 1.

[pic 1]

Figura 1 - Curva tensão versus deformação para um monocristal CFC.

 a) Mecanismos predominantes em cada estágio:

ESTÁGIO 1: 

ESTÁGIO 2: 

ESTÁGIO 3: 

1. Subestruturas de discordâncias características em cada estágio:        

ESTÁGIO 1: 

ESTÁGIO 2:  

ESTÁGIO 3: 

1. Efeito da temperatura no início e na extensão de cada estágio:

ESTÁGIO 1:  

ESTÁGIO 2: 

ESTÁGIO 3: 

3 -  Apresente pelo menos três mecanismos endurecimento por deformação que atuam nos metais puros monocristalinos.

Resposta: 

 

4 - Justifique a ocorrência de limite de escoamento descontínuo em um “whisker" de cobre.

Resposta: 

5 - No ensaio de tração, a tensão necessária para iniciar a deformação plástica em um policristal é considerada uma constante do material (limite de escoamento). Justifique a inexistência de limite de escoamento nos monocristais.

Resposta: 

6 - Alguns materiais apresentam limite de escoamento descontinuo e outros não. Justifique e dê exemplo dos dois comportamentos.

Resposta: 

7 - O que são bandas de Lüders?

Resposta: 

8 - Justifique a inexistência do estágio de deslizamento fácil ("easy glide") na curva tensão versus deformação de um policristal de cobre recozido.

Resposta: 

9 - Consulte a literatura e verifique se existem propostas sobre a eventual ocorrência de estágios (como no caso dos monocristais) nas curvas tensão versus deformação de policristais.

Resposta: 

[pic 2]

Figura 2 - Curva tensão versus deformação para o alumínio a 77 K.

 

10 - Qual a equação mais utilizada para descrever a região plástica da curva tensão versus deformação de um metal dúctil policristalino?

 

11 – Discuta a ocorrência de maclas mecânicas (ou de deformação) durante a deformação plástica. Em que materiais e em que condições elas ocorrem?

Resposta: 

12 - Durante o ensaio de tração, quando ocorre maclação mecânica do material, como este fenômeno se manifesta na curva tensão versus deformação?

Resposta: 

13 – Você espera que ocorra maclação mecânica durante o ensaio de fluência? Justifique.

Resposta: 

14 - Em um ensaio mecânico de longa duração como o de fluência, pode ocorrer deformação plástica para uma tensão aplicada menor que o limite de escoamento?

Resposta: 

15 - Em que situações o mecanismo de deformação plástica por difusão proposto por Nabarro (1948) e Herring (1950) é relevante?

Resposta: 

16 - Discuta a variação do limite de escoamento com o tamanho do grão.

Resposta:  

17 – A relação de Hall (1951) e Petch (1953) é válida para materiais nanocristalinos?

Resposta: 

18 Discuta a variação do limite de resistência com o tamanho do grão.

Resposta: 

19 - Qual variação é mais sensível, a do limite de escoamento com o tamanho e grão ou a do limite de resistência com o tamanho de grão? Justifique.

Resposta: 

20 - A quantidade de maclas de recozimento presentes no material antes da deformação tem efeito no limite de escoamento?

Resposta         

21 - É possível controlar a "densidade" de maclas de recozimento e tirar vantagem em termos de aumento do limite de escoamento?

Resposta:   

22 - O limite de escoamento dos metais CCC varia de maneira mais acentuada com a temperatura que o limite de escoamento nos materiais CFC. Justifique. 

Resposta: 

23 – O limite de escoamento do cobre puro varia de maneira menos acentuada com a temperatura que o limite de escoamento do latão alfa. Justifique.

Resposta:  

24 - Quando ensaiados nas mesmas condições; o latão alfa apresenta maior alongamento que o cobre puro. Justifique.

Resposta: 

25 – Você conhece algum exemplo de material, cujo limite de escamento aumenta com a temperatura?