As Propriedades Mecânicas Oscar Araujo
Por: tiagohabr • 16/3/2021 • Pesquisas Acadêmicas • 6.342 Palavras (26 Páginas) • 188 Visualizações
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:
- Deslizamento: é o mecanismo de deformação plástica mais importante de todos. A deformação por deslizamento ("slip") ocorre pelo movimento de discordâncias "varrendo" os planos de escorregamento. Os planos de escorregamento são normalmente os de maior densidade atómica. O movimento das discordâncias envolve o rearranjo de apenas alguns átomos ao seu redor e não o movimento simultâneo e cooperativo de todos os átomos de um plano cristalino, conforme supõe o modelo de Frenkel;
- Maclação mecânica: a maclação (`twinning') é o segundo mais importante mecanismo de deformação plástica em metais, mas não tão comum como o deslizamento. É um mecanismo alternativo de deformação plástica que ocorre quando a deformação por deslizamento é multo difícil. Este mecanismo exige o movimento coordenado de átomos e os deslocamentos envolvidos são pequenos. As maclas de deformação são bem diferentes do mecanismo de deslizamento. Primeiro, a região maclada de um grão é uma imagem especular do retículo original enquanto que a região deslizada tem a mesma orientação do grão original. Segundo, o deslizamento consiste em deslocamento cisalhante de um bloco inteiro do cristal enquanto a maclação se constitui de deformação cisalhante uniforme. Terceiro, a direção de deslizamento pode ser negativa ou positiva enquanto a direção de maclação é limitada àquela que produz a imagem da nada. A tensão necessária para produzir macias, geralmente é maior e menos sensível à temperatura que a necessária para deslizamento.
- Deslizamento de contornos de grãos: este mecanismo ocorre geralmente em temperaturas acima de 0,5.T (T, = temperatura de fusão em K,) e relaciona-se com o fenómeno de fluência. O significado deste fenómeno e sua contribuição para a deformação por fluência foi enfatizado pela primeira vez por Hanson e Wheeler em seus experimentos com alumínio. Esta contribuição, no entanto, é pequena, da ordem de 10% do valor total. Entretanto este percentual depende de variáveis tais como temperatura, taxa de deformação e tamanho do grão. O processo de deslizamento parece começar de maneira uniforme, mas em um estágio mais avançado os deslocamentos panam de ponto a ponto ao longo dos contornos. O deslizamento de contornos de grãos está intimamente ligado com o processo de difusão, tal como mencionado a seguir.
- Difusão: a difusão é um processo termicamente ativado de grande importância na deformação por fluência. O regime de temperatura em que a fluência se torna um fenômeno de importância é 0,5.Tf < T <Tf, onde Tf é a temperatura de fusão em K. Esta é a faixa de temperatura em que a difusão, por ser um processo termicamente ativado, apresenta uma dependência exponencial à temperatura. Abaixo de 0,5.Tf o coeficiente de difusão é tão baixo que qualquer mecanismo de deformação dependente da difusão é tão lento que pode ser desprezado. Para a faixa de temperatura de T e 0,5.Tf os seguintes mecanismos de deformação devem ser citados:
- Mecanismo proposto por Nabarro e Heming, envolve o fluxo de lacunas dentro de um grão, estas deslocam-se de tal modo a produzir um aumento no comprimento do grão na direção da tensão aplicada;
- Mecanismo de Coble, envolve a difusão pelos contornos de grão em vez de pela rede cristalina. Essa difusão resulta no deslizamento de contornos de grão; e
- Mecanismo de deslizamento e escalada de discordâncias, assistido pela difusão de lacunas.
2 - Apresente uma curva tensão versus deformação para um monocristal CFC contendo os três estágios característicos.
- Quais os mecanismos predominantes em cada estágio?
- Quais as subestruturas de discordâncias características em cada estágio?
- 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: este estágio é conhecido como estágio de "deslizamento fácil" ("easy glide”) apresentando uma região linear caracterizada por uma baixa taxa de encruamento No estágio 1 tem-se a atuação de apenas um sistema de escorregamento, o que explica o pequeno encruamento, pois as discordâncias movimentam-se livremente, havendo pouca interação entre elas. Este estágio, que não existe nos materiais policristalinos, é afetado pelo tipo de cristal e sua pureza, pela temperatura e principalmente Pela sua orientação e geometria.
ESTÁGIO 2: estágio de encruamento linear. Neste estágio, com o aumento da tensão aplicada, ocorre a ativação de outros sistemas de escorregamento, havendo grande interação entre discordâncias, que se multiplicam e formam emaranhados (‘tangles'). Este estágio apresenta uma alta taxa de encruamento, da ordem de 10 vezes a encontrada no estágio 1.
ESTÁGIO 3: estágio de encruamento parabólico ("parabolic hardening"), caracterizado por uma diminuição gradual da taxa de encruamento. O aumento de tensão propicia uma maior ocorrência de escorregamento com desvio, possibilitando que discordâncias parciais em hélice evitem obstáculos, o que explica a diminuição da taxa de encruamento.
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