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Fluência

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RESUMO FLUÊNCIA
* A deformação permanente e dependente do tempo de um material quando submetido a uma carga ou tensão constante é conhecida como fluência.
* Um grande número de falhas em altas temperaturas pode ser atribuído à fluência ou a uma combinação de fluência e fadiga. A fluência é caracterizada por um fluxo lento de material, o qual se comporta como se fosse viscoso.
* Se um componente mecânico de uma estrutura é sujeito a uma carga de tração constante, a diminuição da secção de área transversal devido ao aumento do comprimento resultante da fluência gera um aumento na tensão; quando essa tensão atinge a tensão de ruptura, a falha ocorre.
* Para os metais, a faixa de temperatura para qual a fluência é importante é 0,5 Tm < T < Tm, a temperatura de fusão do material; nessa faixa, a difusão é um fator significante. Por ser um processo termicamente ativado, a difusão depende da temperatura e abaixo de metade de Tm, o coeficiente de difusão é muito baixo = qualquer modo de deformação dependente dela é negligenciado.
* O ensaio de fluência é simples e consiste em submeter um corpo de prova a uma carga ou tensão constante sob temperatura constante, medindo seu comprimento (alongamento) em função do tempo. A curva obtida pelo ensaio é dividida em três estágios:
Estágio primário ou transiente: caracterizado por uma taxa de fluência continuamente decrescente, ou seja, a inclinação da curva diminui ao longo do tempo => discordâncias caminhando;
Secundário ou taxa constante: a taxa de fluência é constante, ou seja, a deformação é contínua e a curva torna-se linear (é o estágio mais importante) => encruamento e recuperação em equilíbrio;
Terciário: aceleração na taxa de fluência e aumento progressivo e abrupto da deformação; há nucleação de vazios, os quais coalescem, levando a ruptura do corpo de prova => diminuição da área, formação do pescoço e rompimento.
* O principal mecanismo de deformação na fluência é a difusão, ativada termicamente. Assim, conforme se aumenta a temperatura, mais efetiva será a difusão (bem como outros mecanismos ativados termicamente, os quais são menos efetivos, mas também influenciam) e consequentemente há aumento na deformação do material. Com aumento da tensão aplicada, a temperatura constante, a deformação também será maior, devido ao fato de tensões maiores serem capazes de ativar maior numero de mecanismos de deformação. Entretanto, aumentando-se a temperatura ou a tensão, o tempo para fratura é menor.
* SUPERPLASTICIDADE
- O fato de alguns materiais apresentarem a superplasticidade é associado à forma como eles respondem às mudanças na taxa de deformação.
- Durante a deformação plástica, há formação de defeitos (encruamento); assim, forma-se um pescoço resistente, o qual se estabiliza e o empescoçamento é inibido, fazendo com que a deformação continue em todo o corpo de prova.
- O principal mecanismo de deformação responsável pela superplasticidade é o deslizamento de contornos de grão (com ativação térmica – o aumento da temperatura diminui a resistência do contorno de grão).
- As condições para um metal apresentar comportamento superplástico são: tamanho de grão pequeno = microestrutura refinada (o que otimiza a deformação plástica por deslizamento de contornos de grão), alta temperatura (aproximadamente 0,5 Tm) e taxa de deformação adequada conforme o material => se a taxa é muito rápida, o deslizamento dos contornos de grão se dá a uma velocidade compatível com a deformação e há fratura; se a taxa é muito lenta, não há deslizamento por contornos de grão, havendo outros mecanismos de deformação não tão eficientes na superplasticidade.

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