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MECANISMOS DEMECANISMOS DE ENDURECIMENTO EMENDURECIMENTO EM METAISMETAIS REVISÃOREVISÃO DISCORDÂNCIASDISCORDÂNCIAS DiscordânciasDiscordâncias • Discordâncias existem em materiais cristalinos. • Materiais cerâmicos apresentam estruturas cristalinas mais complexas --- discordâncias imóveis • A movimentação de discordâncias é o principal fator envolvido na deformação plástica de metais e ligas • A mobilidade de discordâncias pode ser alterada por diversos fatores (composição, processamento…) --- manipulação das propriedades mecânicas do material • Discordâncias afetam outras propriedades do material, além Discordâncias afetam outras propriedades do material, além das mecânicas (p. ex. propriedades elétricas de semicondutores) Deformação plástica • O mecanismo de deformação plástica é diferente para materiais cristalinos e materiais amorfos. • Nos materiais cristalinos o principal mecanismo de deformação p p ç plástica geralmente consiste no escorregamento de planos atômicos através da movimentação de discordâncias. • Já nos materiais amorfos consiste no escoamento viscoso Já nos materiais amorfos consiste no escoamento viscoso. Deformação plástica produzida pela movimentação de uma discordância em cunha Campo de tensões ao redor de uma discordância Interação entre discordâncias em cunha no mesmo plano de deslizamento Tensões de compressãoTensões de compressão e de tração ao redor de uma discordância em cunha Sistemas de Escorregamento As discordâncias não se movem com a mesma facilidade em todos os planos cristalinos e em todas as direções cristalinas. • A movimentação das discordâncias se dá preferencialmente através de planos específicos e, dentro desses planos, em direções específicas, b i d id d tô i d d d ti l d i t liambos com a maior densidade atômica de um dado reticulado cristalino. • Essa combinação de um plano e uma direção é chamada de sistema de escorregamento (“slip system”). Sistemas de escorregamentoescorregamento nos cristais CFC MECANISMOS DE ENDURECIMETO EMENDURECIMETO EM METAIS Solução sólida Interação dos átomos de soluto com asde soluto com as discordâncias Encruamento Alt ã d i t t d t l li i t li üê i dAlteração da microestrutura de um metal policristalino em conseqüência da deformação plástica. Encruamento Multiplicação das discordâncias Aumento de resistência Restauração da microestrutura encruadasvia tratamento térmicotratamento térmico As propriedades e microestruturas provenientes de um trabalho a frioAs propriedades e microestruturas provenientes de um trabalho a frio podem ser restauradas (revertida ao seu estado anterior –sem deformação)deformação). Esta restauração pode ser feita por meio de tratamentos térmicos apropriados, normalmente o recozimento. A restauração da microestrutura livre de deformação (ou seja livre de encruamento), resulta de dois processos a recuperação e a recristalização, que podem ser seguidos pelo crescimento de grãosrecristalização, que podem ser seguidos pelo crescimento de grãos Recuperação Na recuperação parte da energia interna de deformação armazenada éNa recuperação parte da energia interna de deformação armazenada é liberada em virtude da movimentação das discordâncias. Existe uma redução no número de discordâncias e novas configurações de discordâncias são produzidas. Algumas propriedades físicas como elétricas e térmicas são recuperadas. Mesmo após a recuperação os grãos apresentam energia de deformação relativamente elevada e mantém a estrutura de grãos deformados.relativamente elevada e mantém a estrutura de grãos deformados. Temperatura de recristalização. Deformação crítica 123 call123 call Crescimento de grão Após a recristalização estar completa, os grãos livres de deformação continuarão a crescer se a amostra for deixada em uma temperatura elevada; o crescimento de grão pode ocorrer sem ser precedido pela recuperação e recristalização;ç À medida que os grãos aumentam, a área total dos contornos diminui, produzindo uma redução da energia total. (Força motriz para o cresc. De grão);p ç g ( ç p g ); Nem todos os grãos aumentam de tamanho – os grãos maiores crescem a custa dos grãos menores;a cus a dos g ãos e o es; O movimento dos contornos é difusional; O tamanho do grão é dependente do tempo e da temperatura deO tamanho do grão é dependente do tempo e da temperatura de tratamento térmico.
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