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PM2.1A.Simões
2006
DEFORMAÇÃO DE MONOCRISTAIS1. ESCORREGAMENTO
Monocristal Zn
Degraus na superfícieBandas de escorregamento
Planos de escorregamento
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PM2.2A.Simões
2006
1. ESCORREGAMENTO
Linhas de escorregamento:50-500 átomos de intervalo
Bandas: 10 000 diâmetros atómicos
100X
Deformação de monocristais por escorregamento: Escorregamento dos átomos que se encontram em determinados planos(planos de escorregamento)
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PM2.3A.Simões
2006
ESCORREGAMENTO Efeito de uma tensão de corte
Facilitado pelas deslocações
Acumulação de defeitos nos limites de grão
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PM2.4A.Simões
2006
1. ESCORREGAMENTO
Facilitado nos planos mais compactos
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PM2.5A.Simões
2006
SISTEMAS DE ESCORREGAMENTO
Sistema de escorregamento: plano de escorregamento + direcção de escorregamento
CFC:
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PM2.6A.Simões
2006
ESCORREGAMENTO
Energia menor em:planos mais compactosdirecções mais compactas
Com tensões elevadas em planos compactos: planos menos compactos tornam-se activos
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PM2.7A.Simões
2006
Tensão crítica
Tensão tangencial resolvida crítica, τc
φλστλ
φ
τ
coscoscosFF
cosAA
AF
corte_áreacorte_força
r
r
0l
l
rr
=×=
=
==
Lei de Schmid
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PM2.8A.Simões
2006
2. MACLAGEM (twinning)
Parte da rede atómica deforma-se originando a imagem no espelho da parte não-deformada.
Átomos deslocam-se proporcionalmente à distância ao plano de macla.
Importante em HC.
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PM2.9A.Simões
2006
MACLAGEM
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PM2.10A.Simões
2006
METAIS POLICRISTALINOS
Limites de grão vsresistência mecânica:
T ambiente
T elevada
Empilhamento de defeitos nos limites grão
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PM2.11A.Simões
2006
ALTERAÇÃO DA DUREZA
A. Endurecimento:• Deformação a frio (Encruamento)
•Densidade de deslocações•Alongamento grãos
• Solução sólida
B. Recozimento: •Aumento tamanho grão•Diminuição dureza
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PM2.12A.Simões
2006
ENCRUAMENTO
Laminagem:
% deformação a frio:∆ A x 100%
A0
A: área da secção
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PM2.13A.Simões
2006
ENCRUAMENTO
Cobre:
Yield stregth
Tensile stregth
Elongation
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PM2.14A.Simões
2006
ENDURECIMENTO POR SOLUÇÃO SÓLIDA
Tamanho relativoDistorções da rede
Ordem a curta distância
Agrupamento de átomos
Cu Zn
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PM2.15A.Simões
2006
RECOZIMENTO
1. Recuperação2. Recristalização3. Crescimento de grão
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PM2.16A.Simões
2006
RECOZIMENTO – Efeito de T
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PM2.17A.Simões
2006
Recristalização
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PM2.18A.Simões
2006
FRACTURA
Frágil (brittle): planos característicos (planos de clivagem)
Propagação rápida
Dúctil: após grande deformação plástica
Propagação lenta de fissuras
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PM2.19A.Simões
2006
FRACTURA DÚCTIL
1. Estricção + cavidades2. Crescimento + fissuração
perpendicular3. Crescimento a 45º4. Fractura taça-e-cone
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PM2.20A.Simões
2006
FRACTURA DÚCTIL
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PM2.21A.Simões
2006
FRACTURA FRÁGIL
1. Deformação plástica: concentração de deslocações junto a obstáculos nos planos de escorregamento
2. Tensões de corte elevadas: formação de microfissuras
3. Propagação rápida das microfissuras(transgranular ou intergranular)
Importante na estrutura HC
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PM2.22A.Simões
2006
TENACIDADE
Resistência mecânica: Energia absorvida atéà ruptura.
Tenacidade: Energia absorvida até à fractura.
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PM2.23A.Simões
2006
TENACIDADE
Medida da quantidade de energia que um material absorve até àfractura.
Ensaio de resistência ao impacto: PênduloProvete de Charpy, entalhe V
Massa do pênduloDiferença de alturas
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PM2.24A.Simões
2006
TENACIDADE
Mais dúctil
Mais frágil
Efeito de elementos de liga e de T
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PM2.25A.Simões
2006
TENACIDADE À FRACTURA(ensaio de tracção)
aYK1 πσ=K1: factor intensidade de tensãoY: cte geométrica; σ: tensão nominal aplicadaa: comprimento da fenda superficial (1/2 da interna)K1c: valor crítico de K1
aYK fC1 πσ=
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PM2.26A.Simões
2006
TENACIDADE
aYK fC1 πσ=
Caso Prático: um componente plano de Al 2024-T851 tem de suportar uma tensão de tracção de 207 MPa. Qual o comprimento máximo de uma fenda interna que o material pode suportar?
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PM2.27A.Simões
2006
FADIGA
1. Nucleação num ponto de acumulação de tensões.2. Propagação formando estrias.3. Fractura (dúctil) quando a área é muito pequena e tensão acumulada é excessiva – zona rugosa.
Tensões repetitivas ou cíclicas.
Fractura a tensões inferiores às de tensões estáticas simples.
Muito comum em máquinas.
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PM2.28A.Simões
2006
FLUÊNCIA
Deformação plástica ao longo do tempo devido a uma tensão constante. Importante a temperaturas elevadasvelocidade de fluência=dε/dt
Fluência primária: encruamento
Fluência secundária: recuperação(velocidade de fluência mínima)
Fl. Terciária: estricção e formação de cavidades limites grão
T alta: > 0,5 TMT baixa: < 0,4 TM
Curva de fluência, T alta:
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PM2.29A.Simões
2006
FLUÊNCIA
h/%102,1
h/102,1h800
0019,00029,0t
4
6
−
−
×=
×=−
=∆ε∆
Exte
nsão
, ε
AISI 316
Avaliação:Tensão que provoca velocidade de fluência mín de 10-5 % / hora
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PM2.30A.Simões
2006
RUPTURA POR FLUÊNCIA
AISI 316
Declive: oxidação, corrosão, cristalização ou transformações de fase.
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PM2.31A.Simões
2006
CONCEITOS
Tensão uniaxial: Deformação elástica – deformação plástica (deformação permanente)Tensão limite convencional de elasticidade a 0,2%, tensão de ruptura (tensão máxima), extensão até à fractura (ductilidade).Diagrama de tensão nominal-extensão nominal (ensaio tracção)Dureza- resistência à deformação plástica (indentação)Mecanismo da deformação plástica – escorregamento com movimento de deslocações (sistemas de escorregamento).Maclagem – quando o escorregamento é difícil.T ambiente, limites de grão são obstáculos ao movimento de deslocações. A alta temperatura pode ocorrer escorregamento dos limites de grão.Deformação a frio : encruamento.Maquinagem envolve em geral encruamento + recozimento.Fracturas: dúctil, frágil, frágil-dúctil.Esforços cíclicos: Fadiga.Tensão constante, T elevada: Fluência.