Mec. de Endur. - 5 - Tam. Grão
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Mec. de Endur. - 5 - Tam. Grão


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de grão.
\uf0e8 No processo de deformação plástica, tem-se a seguinte seqüência:
a) Escoamento plástico localizado nas regiões dos contornos de grão \u2013 micro-escoamento \u2013 devido
à incompatibilidade de deformação e o aumento da tensão nestas regiões.
b) Formação de uma camada de contorno de grão encruada, a partir da geração das discordâncias
geometricamente necessárias (ASHBY).
c) Reforço efetivo da microestrutura, com o início do macro-escoamento.
d) Após uma certa quantidade de deformação plástica, a densidade de discordâncias no interior dos
grãos torna-se igual ao dos contornos de grãos, a incompatibilidade desaparece, e ambas regiões
apresentam a mesma tensão de escoamento.
Outros obstáculos internos
\uf0e8 Além dos contornos de grãos, podemos ter também maclas de deformação e paredes de
células, causando um efeito semelhante no movimento de discordâncias.
\uf0e8 Segundo MOIN e MURR (1979):
m
of
kdk
2
2
1
1
 onde, m entre ½ e 1
Efeito do tamanho de grão em outras propriedades
\uf0e8 Dureza: segue uma relação do tipo Hall-Petch.
\uf0e8 Tensão para Maclagem: idem.
\uf0e8 Limite de Fadiga: idem.
\uf0e8 Temperatura NDT: diminui com a diminuição do tamanho de grão.
\uf0e8 Dureza: segue uma relação do tipo Hall-Petch.
\uf0e8 Tensão para Maclagem: idem.
\uf0e8 Limite de Fadiga: idem.
\uf0e8 Temperatura NDT: diminui com a diminuição do tamanho de grão.
A partir de toda teoria apresentada anteriormente, pode-se prever que materiais nanocristalinos vão
alcançar elevados níveis de resistência mecânica. Para se ter uma idéia, conseguiu-se obter um aço
trefilado com tamanho de grão igual a 10nm (0,01 m) e limite de resistência igual a 4.000 MPa.
Representação esquemática de uma estrutura nanocristalina, de acordo com Gleiter (1989).
Átomos no centro dos cristais (bolas pretas) possuem um arranjo periódico cristalino. Nos
contornos o espaçamento é alterado, com uma baixa densidade de átomos.
A maioria dos materiais cristalinos convencionais possui tamanho de grão entre 10 m e 300 m. Por
outro lado, desde 1985 um grande número de pesquisas tem sido devotado para materiais que contêm
tamanho de grão na faixa nanométrica
Materiais nanocristalinos
\uf0f0 Evaporação do metal e condensação, formando partículas que serão posteriormente prensadas.
\uf0f0 Deformação mecânica extrema de partículas, até a saturação de formação de defeitos, causando
recristalização.
As propriedades mecânicas dos materiais nanocristalinos são bastante diferentes dos materiais convencionais:
\uf0d2 Menor densidade.
\uf0d2 Menor módulo de elasticidade.\uf0d2 Elevada resistência mecânica.
Comportamento em tração para o cobre,
comparando os tamanhos de grão de 50 m e 25nm.
Principais métodos de produção de materiais nanocristalinos:
Comportamento para o ferro e para um aço baixo carbono. 
Uma simples extrapolação da equação de Hall-Petch não prevê valores corretos, 
uma vez que a inclinação da reta decresce com o decréscimo do tamanho de grão.