Estruturas de deformação

Prof. Luiz Cláudio Cândido Prof. Leonardo Barbosa Godefroid
candido@em.ufop.br leonardo@em.ufop.br
METALURGIA MECÂNICA - I
ESTRUTURAS DE METAIS DEFORMADOS PLASTICAMENTE
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 
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ESTRUTURA DE METAIS 
DEFORMADOS PLASTICAMENTE
1 - FIBRAMENTO MECÂNICO
Material policristalino equiaxial
Conformação mecânica
\uf0de Alinhamento da estrutura de grãos
\uf0de \uf0de \uf0de fibramento mecânico
Consequência: anisotropia\uf0e8 variação razoável da resistência mecânica do material
conforme a orientação entre esforço aplicado e
estrutura.
(a) Alinhamento de grãos numa placa de liga de alumínio Al-7075-T651.
(b) Alinhamento de inclusões de MnS numa placa de aço laminado a quente.
Antes da deformação.
Após deformação.
Configurações comumente encontradas em microestruturas:
(a) arranjo obstrutor
(b) arranjo divisor
(c) arranjo menor transversal
Trabalho a quente: a energia total está acima de um certo nível, implicando na
instabilidade da estrutura, e sua transformação para grãos
equiaxiais livres de deformação (baixa densidade de
discordâncias - 104 a 106 /cm2), através de recuperação,
recristalização e crescimento de grãos.
Efeito da temperatura de trabalho:
Trabalho a frio: a estrutura com grãos altamente orientados, com elevada densidade
de discordâncias (1011 a 1013 /cm2), permanece estável se a energia
de deformação estocada (nível de discordâncias) mais a energia
térmica (temperatura de trabalho) estiverem abaixo de um certo
nível.
Crescimento de grãos por difusão.
Dependência do tamanho de grãos com o tempo de aquecimento.
Temperaturas de recristalização para alguns metais/ligas.
\u2022 Chumbo - 4\uf0b0C
\u2022 Estanho - 4\uf0b0C
\u2022 Zinco 10\uf0b0C
\u2022 Alumínio de alta pureza 80\uf0b0C
\u2022 Cobre de alta pureza 120\uf0b0C
\u2022 Latão 60-40 475\uf0b0C
\u2022 Níquel 370\uf0b0C
\u2022 Ferro 450\uf0b0C
\u2022 Tungstênio 1200\uf0b0C
2 - TEXTURAS CRISTALOGRÁFICAS
Lembrando que a deformação de um monocristal envolve uma rotação da rede, não
nos causa surpresa encontrar grãos individuais de um agregado policristalino com
uma reorientação similar. Este processo é chamado de textura cristalográfica.
Processo complexo: depende da restrição introduzida por grãos contíguos e é função
da composição, da estrutura cristalina do metal e características do processo de
deformação plástica. Como natureza, extensão e temperatura.
Representação da textura:
figuras de polo\uf0e8 projeção estereográfica mostrando a distribuição de um conjunto
particular de polos {hkl}.
Textura cúbica ideal
D.L. = direção de laminação
D.T. = direção transversal
Produtos trefilados: desenvolve-se uma orientação preferencial uniaxial na direção da
trefilação, com outros polos cristalográficos distribuídos
simetricamente ao redor do eixo do material.
Exemplos: texturas de arame (100):
Chapas laminadas: a textura é definida pelo plano orientado paralelamente ao
plano de laminação e pela direção paralela à direção de
laminação.
Texturas de laminação são muito complexas, daí mais de uma
figura de polo seja desejável para identificar corretamente a
textura de uma chapa.
METAL
(LIGA)
TEXTURA
CFC
Cu,Ni,Al (123)[-412] + (146)[-2-11] + (112)[11-1]
CCC
Fe,W,Mo (001)[-110] a (111)[-110] + (112)[-110] a (111)[-211]
HC
Mg, Co (c/a 
\uf0bb 1,633)
(0001)[2-1-10]
Textura de deformação do cobre, polos {111}.
Texturas de recozimento de recristalização: quando o policristal deformado e
texturado é recozido, os grãos recristalizados também possuem uma reorientação
preferencial, que em muitos casos é bem mais forte do que a textura de deformação.
Texturas de recristalização de chapas de liga Fe-Si.
a: ausência de textura
b: textura de Goss
c: textura cúbica
Aplicação: Aços siliciosos (GO)
Característica principal:
Apresentam excelentes propriedades magnéticas na direção de laminação,
resultantes de uma forte orientação cristalográfica dos grãos.
Anisotropia do Ferro
Orientação Preferencial
(110)[001]
30mm
[110]
TEXTURA 
DE GOSS
Direção 
transversal
Direção de 
laminação
Direção de fácil 
magnetização
Plano
diagonal 
do cubo
DIREÇÃO DE 
LAMINAÇÃO
grão
a) rearranjo de discordâncias (poligonização) nos grãos deformados;
A textura de recristalização pode ser proveniente dos seguintes fatores:
b) recristalização dos grãos deformados (recristalização primária);
c) subsequente crescimento de certos grãos no material recristalizado (recristalização
secundária).