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Mec. de Endur. - 5 - Tam. Grão

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de grão.
 No processo de deformação plástica, tem-se a seguinte seqüência:
a) Escoamento plástico localizado nas regiões dos contornos de grão – micro-escoamento – 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
 Além dos contornos de grãos, podemos ter também maclas de deformação e paredes de
células, causando um efeito semelhante no movimento de discordâncias.
 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
 Dureza: segue uma relação do tipo Hall-Petch.
 Tensão para Maclagem: idem.
 Limite de Fadiga: idem.
 Temperatura NDT: diminui com a diminuição do tamanho de grão.
 Dureza: segue uma relação do tipo Hall-Petch.
 Tensão para Maclagem: idem.
 Limite de Fadiga: idem.
 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
 Evaporação do metal e condensação, formando partículas que serão posteriormente prensadas.
 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:
 Menor densidade.
 Menor módulo de elasticidade. 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.