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1 
PROPRIEDADES DOS METAIS 
DEFORMADOS PLASTICAMENTE 
A capacidade de um material se deformar plasticamente está relacionado com a 
habilidade das discordâncias se movimentarem 
2 
Discordâncias e Mecanismos de 
Aumento de Resistência 
 
- Conceitos básicos: características das 
discordâncias, sistemas de escorregamento 
- Aumento da resistência por diminuição do 
tamanho de grão 
- Aumento da resistência por solução sólida 
- Encruamento, recuperação, recristalização 
e crescimento de grão 
 
3 
PROPRIEDADES DOS METAIS 
DEFORMADOS PLASTICAMENTE 
A capacidade de um material se deformar plasticamente está relacionado com a 
habilidade das discordâncias se movimentarem 
4 
DEFORMAÇÃO PLÁSTICA 
• Os materiais podem ser solicitados por tensões de 
compressão, tração ou de cisalhamento. 
• Como a maioria dos metais são menos resistentes ao 
cisalhamento que à tração e compressão e como estes 
últimos podem ser decompostos em componentes de 
cisalhamento, pode-se dizer que os metais se deformam 
pelo cisalhamento plástico ou pelo escorregamento de um 
plano cristalino em relação ao outro. 
• O escorregamento de planos atômicos envolve o movimento 
de discordâncias 
5 
DISCORDÂNCIAS E DEFORMAÇÃO 
PLÁSTICA 
• Em uma escala microscópica a deformação plástica é o resultado do 
movimento dos átomos devido à tensão aplicada. Durante este processo 
ligações são quebradas e outras refeitas. 
• Nos sólidos cristalinos a deformação plástica geralmente envolve o 
escorregamento de planos atômicos, o movimento de discordâncias e a 
formação de maclas 
• Então, a formação e movimento das discordâncias têm papel 
fundamental para o aumento da resistência mecânica em muitos 
materiais. 
A resistência Mecânica pode ser aumentada restringindo-se o movimento 
das discordâncias 
6 
MOVIMENTO DE DISCORDÂNCIAS E A 
DEFORMAÇÃO PLÁSTICA 
• Discordâncias em cunha movem-se 
devido à aplicação de uma tensão de 
cisalhamento perpendicular à linha 
de discordância 
 
• O movimento das discordâncias pode 
parar na superfície do material, no 
contorno de grão ou num 
precipitado ou outro defeito 
 
• A deformação plástica corresponde à 
deformação permanente que resulta 
principalmente do movimento de 
discordâncias (em cunha ou em 
hélice) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• vem 
7 
MOVIMENTO DE DISCORDÂNCIAS 
Plano de escorregamento 
Direção de escorregamento 
Uma distância 
interatômica 
8 
MOVIMENTO DE DISCORDÂNCIAS EM 
CUNHA E EM HÉLICE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• vem 
Fonte: Prof. Sidnei/ DCMM/PUCRJ 
9 
DENSIDADES DE DISCORDÂNCIAS TÍPICAS 
 
 
• Materiais solidificados lentamente = 103 
 discord./mm2 
 
• Materiais deformados= 109 -1010 
discord./mm2 
 
• Materiais deformados e tratados 
termicamente= 105 -106 discord./mm2 
10 
CARACTERÍSTICAS DAS DISCORDÂNCIAS 
IMPORTANTES PARA AS PROP. MECÂNICAS 
• Quando os metais são deformados 
plasticamente cerca de 5% da energia é 
retida internamente, o restante é 
dissipado na forma de calor. 
 
• A maior parte desta energia 
armazenada está associada com as 
tensões associadas às discordâncias 
 
• A presença de discordâncias promove 
uma distorção da rede cristalina de 
modo que certas regiões sofrem 
tensões compressivas e outras tensões 
de tração. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• vem 
11 
DEFORMAÇÃO PLÁSTICA EM 
MATERIAIS POLICRISTALINOS 
A direção de escorregamento varia de grão para 
grão 
LINHAS DE ESCORREGAMENTO 
Na maioria dos grãos há 2 sistemas de escorregamento operando 
12 
Maclas 
 
• Discordâncias não é o único defeito cristalino 
responsável pela deformação plástica, maclas 
também contribuem. 
• Deformação em materiais cfc, como o cobre, é 
comum ocorrer por maclação 
13 
Mecanismos de aumento de 
resistência dos metais 
1. Aumento da resistência por adição de elemento de liga 
(formação de solução sólida ou precipitação de fases) 
2. Aumento da resistência por redução do tamanho de grão 
3. Aumento da resistência por encruamento 
4. Aumento da resistência por tratamento térmico 
(transformação de fase): será visto posteriormente 
14 
1- Aumento da resistência por adição de 
elemento de liga 
• Os átomos de soluto podem causar tanto 
tração (átomos menores) como compressão 
(átomos maiores) na rede cristalina 
• Os átomos de soluto se alojam na rede 
próximo às discordâncias de forma a 
minimizar a energia total do sistema 
15 
1- Aumento da resistência por adição de elemento de 
liga 
EX: INTERAÇÃO DE DISCORDÂNCIAS EM SOLUÇÕES 
SÓLIDAS SUBSTITUCIONAIS 
Quando um átomo de uma impureza esta presente, 
o movimento da discordância fica restringido, ou seja, 
deve-se fornecer energia adicional para que continue 
havendo escorregamento. Por isso soluções sólidas 
 de metais são sempre mais resistentes que seus 
 metais puros constituintes 
16 
2- Aumento da resistência por diminuição do 
tamanho de grão 
ex: DEFORMAÇÃO PLÁSTICA EM MATERIAIS 
POLICRISTALINOS 
O contorno de grão interfere 
no movimento das 
discordâncias 
• Devido as diferentes 
orientações cristalinas 
presentes, resultantes do 
grande número de grãos, as 
direções de 
escorregamento das 
discordâncias variam de 
grão para grão 
17 
Aumento da resistência por diminuição do 
tamanho de grão 
• O contorno de grão funciona como um 
barreira para a continuação do movimento 
das discordâncias devido as diferentes 
orientações presentes e também devido às 
inúmeras descontinuidades presentes no 
contorno de grão. 
18 
ESCOAMENTO E DISCORDÂNCIAS 
A tensão necessária para mover a 
discordância e gerar a deformação plástica 
está relacionada não só com a energia para 
mover e criar discordâncias, mas também 
para dissociá-las dos átomos de soluto. 
19 
Dependência do limite de escoamento 
com o tamanho de grão 
20 
3- ENCRUAMENTO OU ENDURECIMENTO PELA 
DEFORMAÇÃO À FRIO 
• É o fenômeno no qual um material endurece devido à 
deformação plástica (realizado pelo trabalho à frio) 
• Esse endurecimento dá-se devido ao aumento de 
discordâncias e imperfeições promovidas pela deformação, 
que impedem o escorregamento dos planos atômicos 
• A medida que se aumenta o encruamento maior é a força 
necessária para produzir uma maior deformação 
• O encruamento pode ser removido por tratamento térmico 
(recristalização) 
21 
GRAU DE DEFORMAÇÃO PLÁSTICA EM 
TERMOS DE TRABALHO À FRIO (TF) 
 
• %TF= Ainicial-Afinal x100 
 Ainicial 
22 
VARIAÇÃO DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS EM 
FUNÇÃO DO ENCRUAMENTO 
O encruamento aumenta a resistência 
mecânica 
O encruamento aumenta o 
limite de escoamento 
O encruamento diminui a 
ductilidade 
23 
ENCRUAMENTO E MICROESTRUTURA 
• Antes da deformação • Depois da deformação 
24 
RECRISTALIZAÇÃO 
(Processo de Recozimento para Recristalização) 
 
• Se os metais deformados plasticamente forem 
submetidos ao um aquecimento controlado, 
este aquecimento fará com que haja um 
rearranjo dos cristais deformados 
plasticamente, diminuindo a dureza dos 
mesmos 
25 
MECANISMO QUE OCORRE NO AQUECIMENTO 
DE UM MATERIAL ENCRUADO 
ESTÁGIOS: 
 
• Recuperação 
• Recristalização 
• Crescimento de grão 
26 
MECANISMO QUE OCORRE NO AQUECIMENTO 
DE UM MATERIAL ENCRUADO 
Ex: Latão 
27 
RECUPERAÇÃO 
• Há um alívio das tensões internas armazenadas 
durante a deformaçãodevido ao movimento das 
discordâncias resultante da difusão atômica 
• Nesta etapa há uma redução do número de 
discordâncias e um rearranjo das mesmas 
• Propriedades físicas como condutividade térmica e 
elétrica voltam ao seu estado original 
(correspondente ao material não-deformado) 
 
28 
RECRISTALIZAÇÃO 
• Depois da recuperação, os grãos ainda estão 
tensionados 
• Na recristalização os grão se tornam novamente 
equiaxiais (dimensões iguais em todas as direções) 
• O número de discordâncias reduz mais ainda 
• As propriedades mecânicas voltam ao seu estado 
original 
Forma-se um novo conjunto de grãos que são equiaxiais 
29 
RECRISTALIZAÇÃO 
Pode-se refinar o grão 
 de uma liga monofásica 
 mediante deformação 
plástica e recristalização 
Forma-se um novo conjunto de 
grãos que são equiaxiais 
30 
CRESCIMENTO DE GRÃO 
• Depois da recristalização se o material 
permanecer por mais tempo em temperaturas 
elevadas o grão continuará à crescer 
• Em geral, quanto maior o tamanho de grão 
mais mole é o material e menor é sua 
resistência 
31 
Crescimento de grão por difusão 
Pode-se refinar o grão 
 de uma liga monofásica 
 mediante deformação 
plástica e recristalização 
32 
Dependência do tamanho de grão com o 
tempo de aquecimento 
33 
TEMPERATURAS DE RECRISTALIZAÇÃO 
 
• A temperatura de recristalização é 
dependente do tempo 
• A temperatura de recristalização está entre 
1/3 e ½ da temperatura de fusão 
34 
TEMPERATURAS DE RECRISTALIZAÇÃO 
 
 
• Chumbo - 4C 
• Estanho - 4C 
• Zinco 10C 
• Alumínio de alta pureza 80C 
• Cobre de alta pureza 120C 
• Latão 60-40 475C 
• Níquel 370C 
• Ferro 450C 
• Tungstênio 1200C 
 
 
 
 
 
 
35 
DEFORMAÇÃO À QUENTE E 
DEFORMAÇÃO À FRIO 
• Deformação à quente: quando a deformação 
ou trabalho mecânico é realizado acima da 
temperatura de recristalização do material 
• Deformação à frio: quando a deformação ou 
trabalho mecânico é realizado abaixo da 
temperatura de recristalização do material 
 
36 
DEFORMAÇÃO À QUENTE 
 VANTAGENS 
 Permite o emprego de menor esforço mecânico para a mesma 
deformação (necessita-se então de máquinas de menor capacidade se 
comparado com o trabalho a frio). 
 Promove o refinamento da estrutura do material, melhorando a 
tenacidade 
 Elimina porosidades 
 Deforma profundamente devido a recristalização 
 
 DESVANTAGENS: 
 Exige ferramental de boa resistência ao calor, o que implica em custo 
 O material sofre maior oxidação, formando casca de óxidos 
 Não permite a obtenção de dimensões dentro de tolerâncias estreitas 
 
 
37 
DEFORMAÇÃO À FRIO 
 
 Aumenta a dureza e a resistência dos materiais, 
mas a ductilidade diminui 
 Permite a obtenção de dimensões dentro de 
tolerâncias estreitas 
 Produz melhor acabamento superficial

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