Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Mecanismos de aumento de resistência em metais Aula 03Aula 03 Prof. Everaldo Bowen Carvalho Processos de Conformação Mecânica Importância Em diversas aplicações o engenheiro deve utilizar materiais com alta resistência mas que ainda assim possuam boa tenacidade e ductilidade devido a considerações de projeto e custoconsiderações de projeto e custo Em geral há perda de ductilidade com o acréscimo de resistência Aumento de resistência Principio Dificultar a deformação plástica através da restrição ou impedimento do movimento das discordânciasimpedimento do movimento das discordâncias Discordância: defeito cristalino linear ao redor do qual existe um desalinhamento atômico. A deformação plástica corresponde ao movimento de discordâncias em resposta a aplicação de uma tensão cisalhante Mecanismos existentes Redução do tamanho do grão Por solução sólidaPor solução sólida Presença de múltiplas fases Encruamento ou trabalho a frio Redução do tamanho de grão O contorno de grão atua como barreira ao movimento de discordâncias devido: - Diferença nas orientações cristalográficas - Planos de escorregamento descontinuos Grãos finos >>> maior área de C.G >>> maior resistência Contornos de grão Equação de Hall-Petch Te = To + Ke d -1/2 Te = Tensão de escoamentoTe = Tensão de escoamento d = diâmetro médio do grão To e Ke = constantes para cada material específico Tamanho de grão: - Controle de resfriamento - Deformação plástica + T.T Tamanho de grão x resistência Em geral tambem favoreceEm geral tambem favorece o acréscimo de tenacidade Solução sólida Consiste na formação de ligas com atómos de impurezas que entram em solução sólida substitucional ou intersticialsubstitucional ou intersticial Metais puros x ligas Ligas são mais resistentes Impurezas provocam deformações na rede cristalinacristalina Restrição ao movimento de discordâncias Presença de múltiplas fases Exemplo: Aço austenitico x Aço duplex Encruamento Fenômeno pelo qual um metal dúctil se torna mais duro e mais resistente quando ele é submetido a deformação plástica Tambem conhecido como endurecimento por trabalho a frio Encruamento Grau de deformação plástica É expresso pelo % de trabalho a frio a qual o material foi submetido: %TF = ((Ao – Ad) / Ao)) x 100%TF = ((Ao – Ad) / Ao)) x 100 Ao = Área do material anterior a deformação Ad = Área do material após a deformação Encruamento Influência do encruamento na curva tensão xcurva tensão x deformação Encruamento Principio O acréscimo de resistência é obtido devido a maior interação entre campos de deformação de discordâncias, pois há umentre campos de deformação de discordâncias, pois há um aumento na densidade das discordâncias no metal Na média as interações de deformação discordâncias- discordâncias são repulsivas, ou seja uma discordância dificulta o movimento de outra discordância Encruamento Usado com frequência em diversos processos de fabricação como: - laminação a frio- laminação a frio - trefilação - extrusão - estampagem Encruamento Alguns exemplos de aplicação são: Indústria petrolífera Tubos rigidos e flexíveis Construção civil Cabos de aço e pregos Ver videos de fabricação de tubos flexíveis Recozimento Tratamento térmico que tem como objetivo principal restaurar as propriedades do metal após o mesmo ter sido submetido a deformação a frio Em que casos devemos as propriedades devem ser restauradas ??? A restauração é obtida através da recuperação e recristalização do metal Recuperação Durante esta etapa parte da energia interna de deformação armazenada é liberada em virtude do movimento das discordâncias, como resultado de uma melhor difusão atômica a temperaturas mais elevadas Difusão: transporte de massa através do movimento de atómos Recristalização É o processo de um novo conjunto de grãos livres de deformação e que são equiaxiais, com baixas densidades de discordâncias Os novos grãos se formam a partir de núcleos muito pequenos Sua extensão depende do tempo e da temperatura Influência da temperatura Temperatura de recristalização Temperatura na qual a recristalização é finalizada dentro de um tempo de 1 hora É dependente dos seguintes fatores:É dependente dos seguintes fatores: - % TF ( Quanto > % TF < T) - pureza da liga (Quanto > pureza < T) Influência do % TF Influência da pureza da liga Influência da pureza da liga Crescimento de grão Fenômento que pode ocorrer em todos os materiais cristalinos caso o material fique exposto a uma temperatura elevada por um determinado tempotempo Ocorre pela migração dos contornos de grão (difusão dos átomos ) Influência do tempo e da temperatura Bibliografia William Callister Jr. Ciência e Engenharia De Materiais: Uma Introdução, Ed. LTC Quinta ediçãoedição Vicente Chiaverini, Tratamento térmico de ligas metálicas, ABM, 2008
Compartilhar