Deformação por maclação

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Prof. Luiz Cláudio Cândido
MECANISMOS DE DEFORMAÇÃO PLÁSTICA
(MACLAGEM)
Prof. Leonardo Barbosa Godefroid
candido@em.ufop.br leonardo@em.ufop.br
METALURGIA MECÂNICA - I
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E DO DESPORTO
Universidade Federal de Ouro Preto
Escola de Minas – Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais
Grupo de Estudo Sobre Fratura de Materiais
Telefax: 55 - 31 - 3559.1561 – E-mail: demet@em.ufop.br
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO 
Universidade Federal de Ouro Preto
Escola de Minas – Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais
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DEFORMAÇÃO POR MACLAÇÃO
1 - JUSTIFICATIVAS PARA A MACLAÇÃO
Se um cristal possui um número insuficiente de sistemas independentes de
deslizamento, ou se algum fator altera a tensão cisalhante resolvida crítica (baixa
temperatura, elevada taxa de deformação, orientação desfavorável), a maclação
pode ser ativada, no sentido de promover um mecanismo de deformação necessário
para a mudança de forma do cristal (mantendo-se a continuidade nos contornos de
grãos, para o caso do policristal).
2 - COMPARAÇÃO ENTRE MACLAÇÃO E DESLIZAMENTO
• No deslizamento a orientação do cristal acima e abaixo do plano de deslizamento
é a mesma, tanto antes como após a deformação.
(c) cubo maclado revelando a reorientação após a maclação.
(a) cubo não distorcido plasticamente;
(b) cubo deslizado com degrau nb; 
• Na maclação há uma diferença de orientação através do plano da macla.
• O deslizamento ocorre freqüentemente para múltiplos discretos do espaçamento
atômico (vetor de Burgers). Na maclação o movimento atômico é muito menor do
que uma distância interatômica.
Esquema da maclação em cristais CFC.
• O deslocamento de átomos em qualquer plano dentro da macla é diretamente
proporcional à sua distância ao contorno macla-matriz.
• O processo de maclação tem um efeito de rotação da rede, de tal sorte que as
posições atômicas na macla representam uma imagem especular daquelas no
material não maclado.
Maclação no plano (120) num cristal cúbico simples. Os círculos cinza representam a posição original dos 
átomos; os círculos pretos representam a posição final dos átomos.
• O deslizamento se revela na superfície pré-polida de uma amostra como linhas
retas ou onduladas, com nenhuma alteração de contraste entre os lados das linhas.
Bandas de maclas exibem uma mudança de contraste, uma vez que a reorientação
da rede dentro da macla causa a reflexão da luz incidente para fora da lente
objetiva do microscópio.
(a) amostra de zinco pré-polida e
deformada, revelando linhas de
deslizamento e bandas de maclas;
(b) mesma situação que (a) mas re-
polido e atacado, mostrando apenas
bandas de maclas;
(c) amostra de latão pré-polida e
deformada, mostrando linhas de
deslizamento e bandas de maclas;
(d) mesma situação que (c) mas re-
polido a atacado, mostrando apenas
maclas de recozimento.
• A deformação por maclação pode introduzir um serrilhado na curva tensão
versus deformação de metais:
Curva tensão versus deformação serrilhada devido à maclação em um monocristal de Cd.
3 - TIPOS DE MACLAS
• Maclas de deformação: geradas como resultado da deformação plástica;
• Maclas de recozimento: geradas num material pré-deformado, durante um
tratamento térmico, em associação com a recristalização e o crescimento de grãos.
• Formação de uma macla de recozimento:
Três tipos de maclas de recozimento em cristais CFC:
(A) Maclas de canto de grão;
(B) Macla completa de faces paralelas;
(C) Macla incompleta de faces paralelas.
 grãos emergentes da recristalização podem encontrar seqüências defeituosas de
empilhamento, como falhas de empilhamento  formação da macla.
Ex. : ABCABCBACBA
4 - GEOMETRIA DA FORMAÇÃO DE UMA MACLA
4 - GEOMETRIA DA FORMAÇÃO DE UMA MACLA
4 - GEOMETRIA DA FORMAÇÃO DE UMA MACLA
Esfera cristalina distorcida para um elipsóide. Os planos não distorcidos são K1 e K2, separados por um ângulo 2. 
Note o encurtamento do plano AO e a expansão do plano OB.
• Macla no hemisfério superior de uma esfera cristalina:
X  X’ , X’ = X
Y  Y’ , Y’ = Y + SZ
Z  Z’ , Z’ = Z
S: magnitude da deformação cisalhante.
• Esfera distorcida:
X’2 + Y’2 + Z’2 = 1 = X2 + Y2 + 2SZY + S2Z2 + Z2
X2 + Y2 + 2SZY + Z2 (S2 + 1) = 1
• A esfera distorcida é um elipsóide com eixo maior inclinado para 1 por um ângulo .
• Planos localizados entre X e C são comprimidos; planos localizados entre C e Y são
estendidos na maclação.
• Existem dois planos que não se distorcem: estão representados pelos traços K11 e K22 .
Magnitude da deformação:
tg
SZ
Z
S
g
S

  
 
   
2
2
2 90 2
2
0 cot
S  2
tg
SZ
Z
S
g
S

  
 
   
2
2
2 90 2
2
0 cot
tg
SZ
Z
S
g
S

  
 
   
2
2
2 90 2
2
0 cot

S = 2 cotg 2
5 - POTENCIAL DE ALONGAMENTO DA MACLAÇÃO
• Deformação total esperada de um cristal completamente maclado (Hall - 1954):
• O potencial para maclação é pequeno. Por outro lado, a rotação do cristal dentro da
macla serve principalmente para reorientar os planos de deslizamento, de tal forma a
se desenvolver uma maior tensão de cisalhamento resolvida e contribuir para o
processo de deformação por deslizamento.
 
l
l
S tg
l l comprimento inicial e final
tg
S S
' '
' ', :
 

 
1
4
2
1
2
2


 
l
l
S tg
l l comprimento inicial e final
tg
S S
' '
' ', :
 

 
1
4
2
1
2
2

 l
l
S tg
l l comprimento inicial e final
tg
S S
' '
' ', :
 

 
1
4
2
1
2
2


6 - FORMA DA MACLA
• As maclas apresentam uma forma lenticular, com interfaces parte coerente e parte
incoerente. A parte incoerente é formada por arranjos de discordâncias, cuja
presença é necessária para explicar a menor tensão para mover o contorno
maclado em relação ao valor teórico.
O ângulo  aumenta com a diminuição da deformação cisalhante para a maclação, tornando a macla mais espessa. Para 
materiais com comportamento frágil  é pequeno, e podem aparecer trincas para acomodar a descontinuidade da deformação.
7 - REQUISITOS DE TENSÃO PARA A MACLAÇÃO
 Necessita-se de uma grande concentração de tensão para nuclear a macla, mas
não para o seu crescimento.
 Levanta-se a dúvida sobre a existência de uma tensão resolvida crítica para a
maclação.