Deformação por deslizamento

Prof. Luiz Cláudio Cândido
MECANISMOS DE DEFORMAÇÃO PLÁSTICA
(DESLIZAMENTO)
Prof. Leonardo Barbosa Godefroid
candido@em.ufop.br leonardo@em.ufop.br
METALURGIA MECÂNICA \u2013 MET 127

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E DO DESPORTO
Universidade Federal de Ouro Preto
Escola de Minas \u2013 Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais
Grupo de Estudo Sobre Fratura de Materiais
Telefax: 55 - 31 - 3559.1561 \u2013 E-mail: demet@em.ufop.br

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
Universidade Federal de Ouro Preto
Escola de Minas \u2013 Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais
Telefax: 55 - 31 - 3559.1561 \u2013 E-mail: demet@em.ufop.br

Tetraedro de Thomas: a \u201ccaracterização estrutural\u201dno contexto da ciência e engenharia de materiais.
DEFORMAÇÃO POR DESLIZAMENTO
\u2022 Elementos de cristalografia
\u2022 Natureza cristalográfica da deformação plástica
\u2022 Deslizamento numa rede perfeita
\u2022 Deslizamento por movimento de discordâncias
\u2022 Tensão resolvida para o deslizamento
\u2022 Deformação de deslizamento
\u2022 Cristalinidade e ductilidade
\u2022 Comparação entre monocristais e policristais
1 \u2013 ELEMENTOS DE CRISTALOGRAFIA
- Célula unitária
- Redes de Bravais
- Estruturas metálicas
- Índices de Miller
- Projeção estereográfica
Estrutura
de líquidos
Estrutura
amorfa
Estrutura
de gases
Estrutura
cristalina
Tipos de
Estruturas
Arranjos atômicos
Microestrutura de materiais
(a) Representação esquemática de um cristal formado a partir de um empilhamento de cubos.
(b) O mesmo cristal, onde átomos estão colocados nos nós do empilhamento. O conjunto de átomos de
cor azul forma a célula unitária do sistema cúbico simples.
Célula unitária
As redes de Bravais (1848)
Relações entre os parâmetros da rede cristalina e figuras mostrando as geometrias da
células unitárias para os sete sistemas cristalinos
Distribuição de átomos em um gás, em um líquido, em um sólido amorfo e em um cristal, e respectivas
funções de probabilidade W(r) de se encontrar um átomo em uma certa distância.
Estruturas metálicas
HC
Microestrutura de materiais
CFC CCC
Estruturas Metálicas
\u2022 Número de coordenação = 8 (2 átomos/célula unitária: 1 no centro + 8 x 1/8
nos vértices)
\u2022 Átomos se tocam ao longo das diagonais do cubo.
-- Nota: Todos os átomos são idênticos; o átomo central foi colorido de forma
diferente somente para facilidade de visualização.
Estrutura cúbica de corpo centrado (CCC)
Ex: Cr, W, Fe (\u3b1), Ta, Mo, etc.
\u2022 Número de coordenação: 12
\u2022 4 átomos/célula unitária: 6 faces x 1/2 + 8 x 1/8 nos vértices
Estrutura cúbica de face centrada (CFC)
\u2022 Átomos se tocam ao longo das diagonais das faces.
--Nota: Todos os átomos são idênticos; o átomo central foi colorido de forma
diferente somente para facilidade de visualização.
Ex: Al, Cu, Au, Pb, Ni, Pt, Ag, etc.
Sítios intersticiais da estrutura CFC:
(a) octaédricos; (b) tetraédricos
Características das células unitárias
Estruturas Metálicas
D \u2013 diagonal; R \u2013 raio; N \u2013 No átomos/célula unitária; NC - No de coordenação; C = FE \u2013 Fator de empacotamento
Exemplos de estruturas cristalinas
Estruturas Metálicas
Índices de Miller
Notação cristalográfica:
Para uma direção: [ hkl ]
Para uma família de direções: < hkl >
Para um plano: ( hkl )
Para uma família de planos: { hkl }
Índices de Miller
Índices de Miller para planos cristalográficos.
Índices de Miller
Índices de Miller para planos cristalográficos.
Índices de Miller
Índices de Miller para direções cristalográficas.
Índices de Miller
Projeção estereográfica
A projeção estereográfica é uma figura geométrica plana, onde estão
representadas direções e planos cristalográficos.
Construção da projeção estereográfica:
Projeção geográfica;
Projeção esférica;
Projeção estereográfica.
Projeção estereográfica [001] para
o sistema cúbico.
Projeção estereográfica [011] para
o sistema cúbico.
Na projeção estereográfica a simetria cristalina pode ser vista claramente. Assim,
no sistema cúbico, um triângulo [001], [011] e [111] é suficiente para designar uma
orientação cristalográfica.
Triângulo padrão para o sistema cúbico.
Projeção estereográfica padrão [001]
dividida em 24 triângulos e triângulo
padrão para o sistema cúbico.
Triângulo padrão para o sistema cúbico.
DEFORMAÇÃO POR DESLIZAMENTO
1 - NATUREZA CRISTALOGRÁFICA DA DEFORMAÇÃO
PLÁSTICA
Trabalho pioneiro de EWING e ROSENHAIN (1913):
a) Monocristal com superfície polida, deformado plasticamente;
\u2022 Aparecimento de finas linhas de deslizamento, resultantes de
movimento cisalhante ao longo de planos cristalográficos bem
definidos.
Bandas de deslizamento num monocristal de alumínio
deformado em tração na temperatura ambiente; 250X; MEV.
Bandas de deslizamento num policristal de cobre
deformado em compressão na temperatura
ambiente. MEV.
Um estudo mais detalhado da deformação permite revelar que as bandas de
deslizamento são constituídas por linhas de deslizamento, muito finas e muito
próximas umas das outras.
Imagem no MET de uma folha de aço inoxidável (18Cr-8Ni), mostrando o arranjo de discordâncias ao longo
de um plano de deslizamento.
Quanto maior for a deformação plástica imposta ao corpo de prova, maior será o
desnivelamento entre as diversas bandas de deslizamento e o número das bandas de
deslizamento.
Mecanismo de deslizamento na deformação plástica.
(a) cristal antes do ensaio; (b) decomposição da tensão aplicada numa componente normal \uf073 e
numa componente cisalhante \uf074 no plano de cisalhamento xx\u2019; (c) cristal após a deformação
plástica; (d) representação esquemática de um detalhe estrutural do deslizamento.
Monocristal de zinco deformado em tração: as bandas de deslizamento são todas paralelas.
MECANISMOS DE DEFORMAÇÃO PLÁSTICA
DEFORMAÇÃO
PLÁSTICA
DESLIZAMENTO
DE
DISCORDÂNCIAS
MACLAÇÃO
DIFUSÃO
TRANSFORMAÇÃO
DE FASES
ESCORREGAMENTO
DE CONTORNOS
DE GRÃOS
Sistema de deslizamento:
As observações experimentais permitem supor que a deformação plástica dos
materiais cristalinos dúcteis é devida a um deslizamento irreversível de certos
planos, uns em relação a outros.
Como o material é cristalino e, portanto, anisotrópico, é lógico supor que este
deslizamento se produzirá em alguns planos e em algumas direções cristalográficas.
Na maioria dos metais, os planos de deslizamento são aqueles de maior densidade
atômica, enquanto as direções de deslizamento são aquelas de maior densidade
atômica.
Sistema de Deslizamento:
a) Direção de deslizamento
b) Plano de deslizamento
a) Plano de deslizamento
b) Direção de deslizamento
Duas maneiras distintas para que uma
rede cúbica simples possa ser cisalhada,
mantendo-se a simetria da rede:
(A) cristal antes do deslizamento.
(B) deslizamento numa direção densa.
(C) deslizamento numa direção não densa.
Sistema de deslizamento:
\uf0de Na maioria dos metais, os planos de deslizamento são aqueles mais densos,
enquanto as direções de deslizamento são aquelas mais densas.
Sistema de deslizamento na temperatura ambiente: {111} e <110>
Sistema de deslizamento na temperatura ambiente: {111} e <110>
\uf0d6 Deslizamento no sistema CFC
Obs.: Para temperaturas \u201celevadas\u201d, ex. T = 400oC, o alumínio

Deformação por deslizamento

Darlan Vale