Fluência em Materiais

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Universidade Federal de Santa Catarina 
Centro Tecnológico de Joinville 
Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciências Mecânicas
Fluência
Daniel V F Vanin
17/04/2017
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Escopo
1. Definição
2. O teste de Fluência
3. Métodos de Correlação e Extrapolação
4. Mecanismos Fundamentais Responsáveis pela Fluência
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1. Definição
“A deformação em função do tempo de um material é denominada fluência. Um grande número de falhas devido à altas temperaturas podem ser atribuidas ao efeito da fluência [...]. Fluência é caracterizada por um escoamento lento do material, o qual comporta-se como se fosse viscoso.”
(Fonte: Meyers & Chawla, 2008, p. 653)
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1.1 Temperatura de Fluência
A temperatura de fluência varia de material para material:
Pb → Temp. ambiente;
Fe → 600°C;
Superligas à base de Ni → 1250°C;
Metais e Cerâmicas → 0,4tm < t < tm (Callister & Rethwisch)
 → 0,5tm < t < tm (Meyers & Chawla)
(tm = melting temp.)
Vidros e Polimeros → t > tg
(tg = glass transition temp)
4
2. O Teste de Fluência
(Fonte: Meyers & Chawla, 2008, p. 656)
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2.1 Curva de Fluência Característica
(Fonte: Callister & Rethwisch, 2016, p. 259)
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2.2 Exemplos de Curvas de Fluência
(Fonte: Callister & Rethwisch, 2016, p. 260)
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2.3 Estágio II – Equação de Mukherjee-Bird-Dorn
(Fonte: Meyers & Chawla, 2008, p. 657)
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2.4 Taxa de fluência normalizada X tensão normalizada para (a) Al e (b) Cerâmicas
(Fonte: Meyers & Chawla, 2008, p. 658)
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2.5 Tensão X tempo (log-log) da liga S-590
(Fonte: Callister & Rethwisch, 2016, p. 260)
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2.6 Tensão X taxa de fluência (log-log) da liga S-590
(Fonte: Callister & Rethwisch, 2016, p. 260)
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3. Método de correlação e extrapolação
“Em função da impraticabilidade de ensaios de longa duração, uma solução que se adota consiste em avaliar o comportamento à fluência em condições de temperatura acima das especificadas, por tempos mais curtos e no mesmo nível de tensão, e, a partir dos resultados, fazer uma extrapolação para as condições de operação do componente.”
(Fonte: Garcia, Spim, Santos, 2008, p. 124-125)
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(Fonte: Meyers & Chawla, 2008, p. 659-660)
3.1 Larson-Miller
13
3.1 Larson-Miller
(Fonte: Callister & Rethwisch, 2016, p. 262)
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3.2 Manson-Haferd
(Fonte: Meyers & Chawla, 2008, p. 661)
15
15
3.3 Sherby-Dorn
(Fonte: Meyers & Chawla, 2008, p. 661)
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4. Mecanismos fundamentais responsáveis pela fluência
(Fonte: Meyers & Chawla, 2008, p. 666)
17
(Fonte: Meyers & Chawla, 1982, p. 415)
Nabarro-Herring
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Coble
(Fonte: Meyers & Chawla, 2008, p. 667)
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Weertman
(Fonte: Meyers & Chawla, 2008, p. 671)
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Kestenbach et al / Monteiro e Silveira
(Fonte: Meyers & Chawla, 2008, p. 673)
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4.4 Mapa de Mecanismo de Deformação
Mapa Weertman-Ashby
(Fonte: Meyers & Chawla, 2008, p. 677)
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Referências
Ashby, M. F.; Jones, D. R. “Engenharia de Materiais – Uma Introdução a Propriedades, Aplicações e Projeto”, 3ª ed., Rio de Janeiro: Elsevier, 2007.
Garcia, A.; Spim, J. A.; Santos, C. A. “Ensaios dos Materiais”, 1ª ed., Rio de Janeiro: LTC, 2008.
Callister, W. D.; Rethwisch, D. G. “Ciência e engenharia dos Materiais: Uma Introdução”, 9ª ed., Rio de Janeiro: LTC, 2016.
Meyers, M. A.; Chawla, K. K. “Princípios de Metalurgia Mecânica”, 1ª ed., São Paulo: Edgard Blucher, 1982.
Meyers, M. A.; Chawla, K. K. “Mechanical Behavior of Materials”. 2nd ed., New York: Cambridge University Press, 2008.
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