Exercícios Ciências dos Materiais

Para um cristal aproximadamente perfeito (densidade de discordâncias próxima de zero) a tensão de escoamento convencional (0,2%) deve ser da ordem de G/20 (G = módulo de elasticidade transversal = /). Para altas densidades de discordâncias, típicas de cristais recozidos (106 a 108 dis/cm2), a tensão de escoamento convencional a 0,2% é muito pequena, da ordem de G/5000. Em cristais que possuem densidades de discordâncias crescentes ou deformados a frio (108 a 1012 dis/cm2) a tensão aumenta para G/100.

a) Explique as razões para observações experimentais deste tipo.

Considere algumas discordâncias presas a um espaçamento médio uma da outra de L = ρ-1/2, onde ρ é a densidade das discordâncias em linhas/cm2 encontrando uma superfície. Tome como hipótese que a tensão de extrusão de Frank-Read (max = 2Gb/L) determina a tensão plástica.

b) Calcule a densidade das discordâncias num cristal de cobre encruado até o estágio onde, sob uma tensão axial, ocorre o cisalhamento num plano particular a um ângulo com a tensão axial no qual a tensão de cisalhamento é de 6000psieG=6x106 psieovetordeBurgerséb=2,5x10-8 cm.

c) Quais os módulos de elasticidade transversais do cristal de cobre nos estados: perfeito, recozido e deformado plasticamente.

2. Descreva o comportamento das discordâncias após deformação plástica de uma barra por esforço de flexão no sentido  (mostrar diagrama de força, plano de escorregamento e configuração das discordâncias).

3. Verifique se a reação de dissociação de uma discordância unitária em parciais num cristal CFC, apresentada abaixo, está vetorialmente correta e se ela é energeticamente favorável (elevar ao quadrado).

a   a   a   101  211  112

6  6  6 

4. Corpos de prova de secção transversal de 122.10-6 m2 e com orientações cristalográficas diferentes foram confeccionados a partir de um monocristal de zinco (HC). Na tabela abaixo estão os resultados da carga aplicada e os ângulos de escorregamento.

a) Determine a tensão de cisalhamento resolvida crítica;

b) Ache a fórmula para a tensão normal ao plano de cisalhamento (n);

c) Calcule n;

d) A partir destes cálculos, quem controla a tensão de escoamento do material (cr ou n)? Por que? e) Faça os gráficos do fator de Schmid versus a F/A, fator de Schmid versus n e Schmid versus a cr; f) Qual destes sistemas será o preferencial? Por que?

Força (N)

ângulo 

ângulo 

cr

n

sistema de deslizamento

203,1

83,5

18

A

77,1

70,5

29

B