02 - Plasticidade dos Metais - Período 2020 0 Tomo II Deformação

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Universidade Federal de Campina Grande
Centro de Ciências e Tecnologia
Unidade Acadêmica de Engenharia Mecânica
PLASTICIDADE DOS METAIS – Tomo II
Prof. Ricardo Cabral de Vasconcelos
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INTRODUÇÃO
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Sumário
1. Deformação dos Metais
1. Deformação Elástica;
2. Deformação Plástica;
1. Linhas e Faixas de deslizamento;
2. Planos e direções de escorregamento;
3. Sistemas de Escorregamento;
4. Tensão efetiva de cisalhamento.
3. Temperatura de Recristalização;
1. Deformação à Frio;
1. Encruamento;
2. Quantidade de deformação a frio.
2. Deformação a Quente;
3. Recristalização ou Recozimento;
1. Etapas de recozimento;
2. Fatores que afetam a recristalização.
4. Vantagens do Trabalho a Quente;
5. Desvantagens do Trabalho a quente.
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DEFORMAÇÃO DOS METAIS 
POLICRISTALINOS
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Fabricação dos metais
As técnicas de fabricação dos metais 
consistem nos métodos segundo os 
quais os metais e as ligas são 
conformados ou são manufaturados em 
produtos de utilidade.
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Deformação dos Metais
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Deformação dos Metais
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


. 
. 
Deformação
PlásticaDeformação
ElásticaDeformação
Deformação dos Metais
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❑ Deformação Elástica:
❑ Ao aplicarmos uma tensão sobre um material este tenderá a se deformar, acontece 
deformação elástica, não permanente, que precede a deformação plástica. Cessado o 
esforço esse material voltará as suas especificações anteriores à aplicação da tensão
❑ Figura 6.3.1. Nesta fase a deformação é proporcional a tensão correspondente ao esforço 
aplicado.
❑ A relação entre tensão e deformação é o Módulo de Elasticidade ou Módulo de Young (Fig. 
6.5); 
❑ A força de atração entre os átomos é diretamente proporcional ao Módulo de Elasticidade.
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TENSÃO X DEFORMAÇÃO
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Fabricação dos metais
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Fabricação dos metais
As operações de conformação consistem em alterar a 
forma de uma peça metálica mediante deformação 
plástica.
Essa deformação pode ser obtida por dois processos:
◦Trabalho a quente: a deformação é obtida a uma temperatura
acima daquela na qual ocorre a recristalização.
◦Trabalho a frio: a deformação é obtida a uma temperatura
abaixo daquela na qual ocorre a recristalização.
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❑Deformação Plástica:
❑Temos uma deformação plástica quando aplicamos 
uma tensão que não é mais proporcional, logo, 
teremos uma deformação não recuperável e 
permanente. Cessado o esforço esse material não 
voltará as suas especificações anteriores à aplicação 
da tensão.
Deformação dos Metais
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


5.1 Gravura e 5.3 Figura - 
 
PlásticaDeformação
ElásticaDeformação
Deformação dos Metais
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Deformação dos Metais
Linhas e Faixas de deslizamento em um Único 
Cristal
Figura 3.6 - Ilustração esquemática de linhas de 
deslizamento e faixas (bandas) de deslizamento 
em um único cristal sujeitado a uma tensão de 
cisalhamento. Uma faixa de deslizamento 
consiste em vários planos de deslizamento. O 
cristal ao centro do desenho superior é um grão 
individual cercado por outros grãos.
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Deformação Plástica de Cristais Metálicos
Os materiais podem ser solicitados por tensões de tração, de 
compressão ou de cisalhamento. Como os dois primeiros tipos 
podem ser decompostos em componentes de cisalhamento 
(Figura 6.10) e como a maior parte dos metais é 
significativamente menos resistente ao cisalhamento que a 
tração ou à compressão, os metais se deformam pelo 
cisalhamento plástico ou escorregamento de um plano cristalino 
em relação aos demais, o que causa um deslocamento 
permanente.
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A distância entre planos 
paralelos do reticulado 
varia diretamente com o 
grau de compactação 
(Figura 6.4.1).
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Deformação Plástica de Cristais Metálicos
❑Planos e direções de escorregamento
❑Em cada metal, o deslizamento ocorre segundo 
planos cristalográficos específicos. Geralmente 
esses planos são o de maior distância 
interplanar, pois neste caso as forças entre os 
planos de deslizamento passam por um mínimo. 
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Deformação Plástica de Cristais Metálicos
❑ Planos e direções de escorregamento
❑ Dentro de cada plano, a densidade de empacotamento atômico é a 
maior possível. Assim, o cisalhamento (escorregamento ou 
deslizamento) em cristais metálicos ocorrem preferencialmente em 
planos de maior densidade atômica, por isso a densidade dos 
mesmos depende da orientação cristalográfica.
❑ Nessas condições, escorregamento ou deslizamento se dá segundo 
a direção de máxima densidade de empacotamento atômico 
(direção mais compacta). Figura 5.4 e Figura 6.13. 
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❑Planos e direções de 
escorregamento
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❑Planos e 
direções de 
escorregamento
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❑Planos e 
direções de 
escorregamento
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❑ Planos e direções de escorregamento: 
❑ CFC: {111}<110> (mínimo 12 sistemas de escorregamento) 
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Planos: {111} = 4
Direções: 3 para cada plano
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A direção de escorregamento de um cristal 
(direção de cisalhamento) é quase que 
exclusivamente uma direção compacta, isto 
é, uma direção do reticulado onde os átomos 
estão arranjados em uma linha reta, tocando-
se entre si.
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A tendência do escorregamento em direções 
de máxima densidade é muito mais forte que a 
tendência dele ocorrer nos planos de 
compactação máxima. Para fins práticos pode-
se geralmente supor que o escorregamento 
ocorra numa direção compacta.
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CFC
110
(111) 1)1(1 )1(11 11)1(
HC
direções compactas
planos compactos 
 0211
(0001)
CCC
 111
(110) (112) (123)
direções compactas
planos compactos 
direções compactas
planos compactos 
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Sistema de escorregamento
A maioria das informações fundamentais sobre a 
natureza do deslizamento são obtidas na análise de 
monocristais de metais sob tensão, apesar de na 
prática os metais serem policristalinos. 
Deformação Plástica de Cristais Metálicos
Sistema de escorregamento
❑Durante um ensaio de 
tração, ocorre o 
deslizamento ao longo de 
planos paralelos (Figura 5.5) 
cujas direções podem ser 
determinadas com precisão. 
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Deformação dos Metais
Sistema de escorregamento
❑Com a determinação experimental do limite 
de escoamento do monocristal, pode-se 
calcular a tensão crítica de cisalhamento 
resultante, que atua ao longo do plano no qual 
se produz o deslizamento.
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Tensão efetiva de cisalhamento
A força necessária para produzir 
escorregamento é uma função não apenas 
da tensão cúbica de cisalhamento mas 
também depende do ângulo entre (1) o 
plano de escorregamento e a direção da 
força e (2) entre a direção de 
escorregamento e a direção da força 
(Figura 6.4.2).
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)(
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 cos cos 
A
F
= lei de Schmid
Tensão efetiva de cisalhamento )(
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Se a deformação plástica é 
enormemente facilitada por meio da 
movimentação de discordâncias, duas 
possibilidades decorrem imediatamente 
para aumentar a resistência mecânica deum material:
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1. reduzir drasticamente a densidade de discordância do 
material, se possível eliminando-as (whiskers – cristais 
filamentares);
2. dificultar o movimento das discordâncias (outras 
discordâncias; átomos de soluto; precipitados coerentes com 
a matriz; partículas incoerentes com a matriz; contorno de 
grão e subgrão).
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Outra alternativa para se obter materiais de 
altíssima resistência é o projeto de ligas e de 
tratamentos termomecânicos combinando de 
maneira otimizada os diversos mecanismos 
de endurecimento mencionados (Figura 9.5) 
Deformação dos Metais
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Deformação dos Metais
Deformação plástica nos metais 
policristalinos – contorno dos grãos 
interferem com o escorregamento, pois 
interrompem os planos cristalinos nos 
quais as discordâncias se movem.
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A ductilidade aumenta 
com o tamanho de grão 
enquanto o limite de 
resistência diminui –
Figura 6.21. 
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❑Deformação a frio e Deformação a quente
❑O que diferencia o trabalho a quente do frio 
é a temperatura de recristalização: 
❑Trabalho a frio < Temperatura de recristalização < Trabalho a 
quente
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1. PADILHA, Ângelo F. Materiais de Engenharia. São Paulo: Editora Hemus, 
1997.
2. HIGGINS, R. A. Propriedades e Estruturas dos Materiais em Engenharia. 
São Paulo: Difusão Editorial S.A., 1982.
3. VAN VLACK, L H. Princípios de Ciência dos Materiais. 1970, 12a
Reimpressão. Ed. Edgard Blucher Ltda, 1998.
4. VAN VLACK, LH. Princípios de Ciência e Tecnologia dos Materiais. Rio de 
Janeiro: Ed. Campus Ltda, 1984.
Bibliografia
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5. KALPAKJIAN, Schmid. Manufacturing Processes for Engineering Materials.
4th ed. Prentice Hall, 2003.
6. CHIAVERINI, V. Tecnologia Mecânica vol. I, vol. II e vol. III, Ed. Makron Books 
do Brasil Ltda, 1986.
7. REED HILL, R. E. Princípios de Metalurgia Física. Rio de Janeiro: Guanabara 
Dois, 1982.
8. Material de Apresentação da Profa. Eleani M. da Costa - DEM/PUCRS.
Bibliografia
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