Fratura

Aspectos macroscópicos: • zona radial: início e propagação instável da trinca

• zona de cisalhamento a 45o

Aspectos microscópicos:

• ruptura de ligações - clivagem -, sem deformação plásti macroscópica;

• ocorre por uma separação direta ao longo dos planos cristalográficos específicos, por um simples arrancamento de ligações atômicas.

Fractografia:

• facetas de clivagem: numerosos platôs, normalmente mostrando um alto grau de perfeição geométrica e refletividade;

• “marcas de rios” (river patterns): resultantes do crescimento de trincas simultaneamente em dois ou mais planos cristalográficos paralelos, juntando-se e formando-se degraus;

• “linguas de clivagem” (tongues): formadas quando a trinca propaga-se, por uma distância relativamente curta, ao longo de um plano principal de clivagem (interface macla-matriz);

• fratura transgranular: a trinca propaga-se pelo interior de cada grão;

• fratura intergranular: fratura de baixa energia, com a trinca percorrendo os contornos de grão do material, principalmente devido a presença de partículas de segunda-fase.

Cap. 2 – Fratura dos metais 395

Figura 2.18 – Macrofractografia de um aço SAE 1050 com fratura frágil na superfície externa; carregamento: impacto.

Figura 2.19 – Fratura frágil de um suporte de panela de metal líquido devido à concentração de tensão, presença de um cordão de solda inadequado e a operação inadequada (impactos).

MÓDULO QUATRO – Resistência Mecânica 396

A clivagem é um tipo de fratura frágil que pode ser definida pela rápida propagação de uma trinca ao longo de um plano cristalográfico particular. Clivagem tem caráter frágil, mas ela pode ser precedida por uma deformação plástica, que pode ser grande ou não. Os planos de clivagem preferenciais são aqueles onde existem ligações mais fracas, como o caminho da fratura é transgranular em materiais policristalinos, a propagação da trinca muda de direção cada vez que ela cruza um contorno de grão, conforme mostrado na Figura 2.20. As facetas de clivagem vistas através de grãos apresentam “alta” refletividade, que dá à superfície de fratura um aspecto brilhante.

Figura 2.20 – Representação esquemática da propagação de uma clivagem transgranular.

Em geral, a clivagem é característica de metais duros, resistentes e sensíveis ao entalhe, serem frágeis, embora são feitas pesquisas no sentido de melhorar a performance destes materiais sem o perigo de ocorrer fratura frágil. Outros metais (ligas) comuns, particularmente aço baixo-carbono e médio-carbono, que são muito utilizados na indústria, são geralmente considerados dúcteis e são normalmente utilizados em situações onde se deseja certa plasticidade aos mesmos.

No entanto, sob