Mecanismos de endurecimento

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Mecanismos de endurecimento
São as interações entre as imperfeições cristalinas, que dificultam a movimentação dos planos cristalinos pois diminui o caminho livre entre as discordâncias. Aumenta a resistência dos materiais.
Existem alguns tipos de mecanismos como:
· Solução solida
· Precipitação
· Refino de grão
· Encruamento
Endurecimento por solução solida: Átomos de soluto são incorporados aos átomos de solvente, a solução não é aleatória, ou seja, existe uma quantidade específica de soluto que pode dissolver-se no solvente chamada, limite de solubilidade.
O endurecimento por solução solida se deve por alguns detalhes.
Átomos substucionais: tem efeito na dimensão dos átomos sobre a rede cristalina.
Interação entre perfeições pontuais e de linha: Átomos de soluto ocupam lugares da rede cristalina de um dado metal; estes átomos provocam distorção na rede cristalina; para minimizar a energia do material procuram lugares onde se acomodam maus facilmente, ou seja, junto as discordâncias.
A dificuldade em movimentar as discordâncias geram um aumento na resistência do material.
Endurecimento por precipitação: Os contornos entre as diferentes fases (precipitação e matriz) em uma liga são defeitos planares e interferem na movimentação de discordâncias provocando, consequentemente o aumento da resistência e da dureza. O processo de aumento da resistência é acelerado conforme a temperatura aumenta, esse processo é utilizado principalmente em ligas de alta resistência.
Endurecimento por dispersão de partículas incoerentes
Precipitados incoerentes é muito mais frequente que precipitados coerentes.
Endurecimento por dispersão de partículas coerentes
Precipitados coerentes apresentam a mesma estrutura cristalina da matriz. As diferenças entre os parâmetros de reticulado da matriz e da fase são de, no máximo 15%.
Precipitados coerentes são mais endurecedores que precipitados incoerentes.
Imperfeições de superfície
Os contornos de grão separam duas regiões de orientações diferentes no material, os contornos de grão são criados durante a solidificação do material ou durante processos de deformação e recristalização. O contorno de grão é uma região de alta energia, devido a sua alta densidade de defeitos cristalinos.
Contornos de grão de baixo ângulo e de alto angulo
Encruamento
Quando um material dúctil se torna mais duro e mais resistente quando é submetido a uma deformação plástica a “frio”.
De maneira resumidamente é a deformação plástica a frio que causa alterações microestruturais e nas propriedades dos materiais.
· Alteração na forma do grão.
· Aumento na densidade de discordâncias.
· Endurecimento por deformação plástica a frio.
Temperatura a frio: é uma denominação baseada no fato de que, para os materiais a temperatura em que a deformação plástica é efetuada é BAIXA em relação a sua temperatura de fusão absoluta do metal. A maioria dos metais encrua a temperatura ambiente.
Quantificação do trabalho a frio
A deformação pode ser controlada
Índice de deformação plástica:
Onde:
CW = cold Work
Ao= área original da seção reta que experimenta a deformação
Ad = área após a deformação
Alteração na forma do grão
Antes da laminação:
Isotropico – os grãos são esféricos orientados aleatoriamente
Depois da laminação
 Direção da laminação
Ansotropico – a laminação afeta a orientação e formas dos grãos.
Aumento na densidade de discordâncias
Fontes de frank-read: Mecanismo clássico p/a multiplicação de discordâncias sob tensão aplicada.
· Discordâncias ficam emaranhadas umas com as outras durante o trabalho a frio.
· O movimento das discordâncias torna-se mais difícil.
Endurecimento por deformação plástica a frio
· Tensão de escoamento aumenta.
· Limite de resistência aumenta
· Ductilidade cai drasticamente.
roll
A
o
A
d
roll
 
Stress
% cold work
Strain