Análise de Falhas -  Cap. IV-1
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Análise de Falhas - Cap. IV-1


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iinnooxxiiddáávveell ffeerrrrííttiiccoo AAIISSII 443399;; MMEEVV --
22000000XX ;; ((dd)) aaççoo ddoo ttiippoo AAIISSII 11551133;; MMEEVV -- 22000000XX..
 ((aa)) ((bb))
 
 ((cc)) ((dd))
FFiigguurraa 3300 -- ((aa)) PPeeqquueennaass ee ggrraannddeess iinncclluussõõeess ddee ssuullffeettooss eemm ddiimmpplleess ddee uummaa ffrraattuurraa ddúúccttiill;; MMEEVV -- 55000000 XX;; ((bb)) ddiimmpplleess aalloonnggaaddooss eemm
uummaa ssuuppeerrffíícciiee ddee ffrraattuurraa ddee uumm aaççoo AAIISSII 44114400 tteemmppeerraaddoo ee rreevveenniiddoo;; MMEETT -- 1100000000 XX.. ((cc)) aaççoo iinnooxxiiddáávveell ffeerrrrííttiiccoo AAIISSII 443399;; MMEEVV --
22000000XX ;; ((dd)) aaççoo ddoo ttiippoo AAIISSII 11551133;; MMEEVV -- 22000000XX..
Figura 4.30 -
4.3.1.3 - Crescimento de trinca em um material dúctil
(c) Coalescência de vazios com
a ponta da trinca
(b) Crescimento de vazios
na ponta da trinca
(a) Estado inicial
 
 
FFiigguurraa 44..3322 -- RReepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddoo mmeeccaanniissmmoo ddee ccrreesscciimmeennttoo ddee ttrriinnccaa ppaarraa uummaa ffrraattuurraa ddúúccttiill.. 
Zona
cisalhante
 
 ((aa)) ((bb)) 
FFiigguurraa 44..3311 -- ((aa)) RReepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddee ccoommoo ooccoorrrree ddee ffrraattuurraa ddee uumm mmaatteerriiaall ccoomm aa eevvoolluuççããoo ddoo 
ttrriinnccaammeennttoo;; ((bb)) ccoorrppoo--ddee--pprroovvaa ddee uumm aaççoo ppaattiinnáávveell ddoo ttiippoo SSAACC 5500 eennssaaiiaaddoo eemm tteennaacciiddaaddee àà ffrraattuurraa.. 
((aa))
Plano de deformação
plástica máxima
((bb))
FFiigguurraa 44..3333-- RReepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddoo mmooddeelloo ddee ccrreesscciimmeennttoo ddee ttrriinnccaa eemm zziigg--zzaagg ((4455
oo
)) ppaarraa uumm mmaatteerriiaall ddúúccttiill..
FFiigguurraa 44..3344 -- FFoottoommiiccrrooffrraaccttooggrraaffiiaa óóttiiccaa ddee uumm aaççoo ddee aallttaa rreessiissttêênncciiaa ee bbaaiixxaa lliiggaa ((AA 771100));; sseemm aattaaqquuee;; nnoottaa--ssee aa
eevvoolluuççããoo ddaa ttrriinnccaa..
Bandas de
deslizamento Obstáculos
FFiigguurraa 44..3355 -- RReepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddaa nnuucclleeaaççããoo ddee ccaavviiddaaddeess aa ppaarrttiirr ddee uummaa ppaarrttííccuullaa ddee sseegguunnddaa--ffaassee;;
((aa)) rruuppttuurraa ddee ppaarrttííccuullaa;; ((bb)) ddeeccooeessããoo ppaarrttííccuullaa--mmaattrriizz..
A
u
m
e
n
t
o
d
a
t
e
n
s
ã
o
Nucleação de vazios
devido a ruptura
(clivagem) de partículas
Ligação da trinca com
vazios e surgimento de
outros vazios entre
partícula e matriz
Evolução da trinca onde esta
percorre as regiões de menor
energia; ruptura de partículas
e decoesão partícula-matriz
FFiigguurraa 44..3366 -- MMooddeelloo ddee pprrooppaaggaaççããoo ddee ttrriinnccaa ppoorr rruuppttuurraa ddee ppaarrttííccuullaa ee ddeeccooeessããoo ccoomm aa mmaattrriizz..
Cunha
 Cunha
Hélice
Hélice
Hélice
 Cunha
 Cunha
Hélice
Geração de laços ao redor da partícula
Cavidade para
nucleação de
vazio
 Partícula
Empilhamento de anéis (Loops) Interface partícula/matriz e
nucleação de vazio
Situação real:
muitos empilhamentos
Crescimento de vazio
FFiigguurraa 44..3377 -- MMooddeelloo ddee BBrrooeekk ppaarraa nnuucclleeaaççããoo ee ccrreesscciimmeennttoo ddee vvaazziiooss;; nnoottaa qquuee eemm ((aa)) aass
ccoommppoonneenntteess eemm ccuunnhhaa ee eemm hhéélliiccee ssããoo ddee ssiinnaaiiss ooppoossttooss..
(a) (b)
(c) (d)
Figura 4.38 - Microfractografias onde pode ser visto: (a) dimples; (b) carbonetos fraturados (seta) em uma superliga de 
Inconel 718; (c) e (d) dimples em aços (notam-se partículas de segunda-fase). 
FFiigguurraa 44..3399 -- RReepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddee uummaa ffrraattuurraa ddoo ttiippoo \u201c\u201cttaaççaa--ccoonnee\u201d\u201d..
Figura 4.40 - (a) CP de um aço AISI 8620 ensaiado em tração; (b) fratura de um aço AISI 1035; 
(c) macro e microfractografia de um aço AISI 1008 ensaiado em tração; notam-se dimples equiaxiais (região central) e 
dimples alongados (zona cisalhamente).
(a)
(b)
(c)
FFiigguurraa 44..4411 -- RReepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddee eettaappaass qquuee lleevvaamm aa ffoorrmmaaççããoo ddee uummaa ffrraattuurraa ddoo ttiippoo \u201c\u201cttaaççaa--ccoonnee\u201d\u201d..
FFiigguurraa 44..4422 -- SSeeqqüüêênncciiaa ddee eettaappaass nnaa pprrooppaaggaaççããoo ddaa ffrraattuurraa ddúúccttiill aattrraavvééss ddee nnuucclleeaaççããoo,, ccrreesscciimmeennttoo ee ccooaalleessccêênncciiaa ddee vvaazziiooss..
FFiigguurraa 44..4433 -- OObbsseerrvvaaççããoo ddee pprrooppaaggaaççããoo ddee uummaa ttrriinnccaa ccoorrrreessppoonnddeennttee aa uummaa ffrraattuurraa ddúúccttiill dduurraannttee oo eennssaaiioo ddee ttrraaççããoo ((MMEETT))..
4.3.2 - Fratura Semifrágil
É o tipo de fratura com características intermediárias entre dúctil e frágil.
 Aspectos macroscópicos:
 zona fibrosa
 zona radial
 zona de cisalhamento
 Aspectos microscópicos:
 ruptura de ligações e mobilidade de discordâncias;
 clivagem numa escala bem pequena e em planos não bem definidos.
 Fractografia: características intermediárias entre as fraturas dúctil e frágil.
 Exemplos: cristais iônicos, metais HC, maioria dos metais CCC, polímeros vítreos, etc.
4.3.3 - Fratura Frágil
 Aspectos macroscópicos:
 zona radial: início e propagação instável da trinca
 zona de cisalhamento a 45o
 Aspectos microscópicos:
 ruptura de ligações - clivagem -, sem deformação plástica macroscópica;
 ocorre por uma separação direta ao longo dos planos cristalográficos específicos, por um simples
arrancamento de ligações atômicas.
FFiigguurraa 44..4444 -- MMaaccrrooffrraaccttooggrraaffiiaa ddee uumm aaççoo SSAAEE 11005500 ccoomm ffrraattuurraa ffrráággiill;; ccaarrrreeggaammeennttoo:: iimmppaaccttoo..
Macrofractografia frágil de um componente.
 Fractografia:
 facetas de clivagem: numerosos platôs, normalmente mostrando um alto grau de perfeição geométrica
 e refletividade;
 \u201cmarcas de rios\u201d (river patterns): resultantes do crescimento de trincas simultaneamente em dois ou
mais planos cristalográficos paralelos, juntando-se e formando-se degraus;
 \u201clinguas de clivagem\u201d (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 nos contornos de grão.
4.3.3.1 - Clivagem
FFiigguurraa 44..4455 -- RReepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddaa pprrooppaaggaaççããoo ddee uummaa cclliivvaaggeemm ttrraannssggrraannuullaarr..
 
 
 Discordância em hélice 
Plano da trinca 
 Degrau 
Direção de propagação 
 
 
 Contorno de grãos 
(mudança de orientação) 
 
 \u201cMarcas de rio\u201d 
 
FFiigguurraa 44..4466 -- RReepprreesseennttaaççããoo eessqquueemmááttiiccaa ddee ffoorrmmaaççããoo ddee ddeeggrraauuss eemm cclliivvaaggeemm.. 
4.3.3.2 - Mecanismo de iniciação da clivagem
 Distância
Microtrinca