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PM2.1A.Simões
2006
DEFORMAÇÃO DE MONOCRISTAIS1. ESCORREGAMENTO
Monocristal Zn
Degraus na superfícieBandas de escorregamento
Planos de escorregamento
PM2.2A.Simões
2006
1. ESCORREGAMENTO
Linhas de escorregamento:50-500 átomos de intervalo
Bandas: 10 000 diâmetros atómicos
100X
Deformação de monocristais por escorregamento: Escorregamento dos átomos que se encontram em determinados planos(planos de escorregamento)
PM2.3A.Simões
2006
ESCORREGAMENTO Efeito de uma tensão de corte
Facilitado pelas deslocações
Acumulação de defeitos nos limites de grão
PM2.4A.Simões
2006
1. ESCORREGAMENTO
Facilitado nos planos mais compactos
PM2.5A.Simões
2006
SISTEMAS DE ESCORREGAMENTO
Sistema de escorregamento: plano de escorregamento + direcção de escorregamento
CFC:
PM2.6A.Simões
2006
ESCORREGAMENTO
Energia menor em:planos mais compactosdirecções mais compactas
Com tensões elevadas em planos compactos: planos menos compactos tornam-se activos
PM2.7A.Simões
2006
Tensão crítica
Tensão tangencial resolvida crítica, τc
φλστλ
φ
τ
coscoscosFF
cosAA
AF
corte_áreacorte_força
r
r
0l
l
rr
=×=
=
==
Lei de Schmid
PM2.8A.Simões
2006
2. MACLAGEM (twinning)
Parte da rede atómica deforma-se originando a imagem no espelho da parte não-deformada.
Átomos deslocam-se proporcionalmente à distância ao plano de macla.
Importante em HC.
PM2.9A.Simões
2006
MACLAGEM
PM2.10A.Simões
2006
METAIS POLICRISTALINOS
Limites de grão vsresistência mecânica:
T ambiente
T elevada
Empilhamento de defeitos nos limites grão
PM2.11A.Simões
2006
ALTERAÇÃO DA DUREZA
A. Endurecimento:• Deformação a frio (Encruamento)
•Densidade de deslocações•Alongamento grãos
• Solução sólida
B. Recozimento: •Aumento tamanho grão•Diminuição dureza
PM2.12A.Simões
2006
ENCRUAMENTO
Laminagem:
% deformação a frio:∆ A x 100%
A0
A: área da secção
PM2.13A.Simões
2006
ENCRUAMENTO
Cobre:
Yield stregth
Tensile stregth
Elongation
PM2.14A.Simões
2006
ENDURECIMENTO POR SOLUÇÃO SÓLIDA
Tamanho relativoDistorções da rede
Ordem a curta distância
Agrupamento de átomos
Cu Zn
PM2.15A.Simões
2006
RECOZIMENTO
1. Recuperação2. Recristalização3. Crescimento de grão
PM2.16A.Simões
2006
RECOZIMENTO – Efeito de T
PM2.17A.Simões
2006
Recristalização
PM2.18A.Simões
2006
FRACTURA
Frágil (brittle): planos característicos (planos de clivagem)
Propagação rápida
Dúctil: após grande deformação plástica
Propagação lenta de fissuras
PM2.19A.Simões
2006
FRACTURA DÚCTIL
1. Estricção + cavidades2. Crescimento + fissuração
perpendicular3. Crescimento a 45º4. Fractura taça-e-cone
PM2.20A.Simões
2006
FRACTURA DÚCTIL
PM2.21A.Simões
2006
FRACTURA FRÁGIL
1. Deformação plástica: concentração de deslocações junto a obstáculos nos planos de escorregamento
2. Tensões de corte elevadas: formação de microfissuras
3. Propagação rápida das microfissuras(transgranular ou intergranular)
Importante na estrutura HC
PM2.22A.Simões
2006
TENACIDADE
Resistência mecânica: Energia absorvida atéà ruptura.
Tenacidade: Energia absorvida até à fractura.
PM2.23A.Simões
2006
TENACIDADE
Medida da quantidade de energia que um material absorve até àfractura.
Ensaio de resistência ao impacto: PênduloProvete de Charpy, entalhe V
Massa do pênduloDiferença de alturas
PM2.24A.Simões
2006
TENACIDADE
Mais dúctil
Mais frágil
Efeito de elementos de liga e de T
PM2.25A.Simões
2006
TENACIDADE À FRACTURA(ensaio de tracção)
aYK1 πσ=K1: factor intensidade de tensãoY: cte geométrica; σ: tensão nominal aplicadaa: comprimento da fenda superficial (1/2 da interna)K1c: valor crítico de K1
aYK fC1 πσ=
PM2.26A.Simões
2006
TENACIDADE
aYK fC1 πσ=
Caso Prático: um componente plano de Al 2024-T851 tem de suportar uma tensão de tracção de 207 MPa. Qual o comprimento máximo de uma fenda interna que o material pode suportar?
PM2.27A.Simões
2006
FADIGA
1. Nucleação num ponto de acumulação de tensões.2. Propagação formando estrias.3. Fractura (dúctil) quando a área é muito pequena e tensão acumulada é excessiva – zona rugosa.
Tensões repetitivas ou cíclicas.
Fractura a tensões inferiores às de tensões estáticas simples.
Muito comum em máquinas.
PM2.28A.Simões
2006
FLUÊNCIA
Deformação plástica ao longo do tempo devido a uma tensão constante. Importante a temperaturas elevadasvelocidade de fluência=dε/dt
Fluência primária: encruamento
Fluência secundária: recuperação(velocidade de fluência mínima)
Fl. Terciária: estricção e formação de cavidades limites grão
T alta: > 0,5 TMT baixa: < 0,4 TM
Curva de fluência, T alta:
PM2.29A.Simões
2006
FLUÊNCIA
h/%102,1
h/102,1h800
0019,00029,0t
4
6
−
−
×=
×=−
=∆ε∆
Exte
nsão
, ε
AISI 316
Avaliação:Tensão que provoca velocidade de fluência mín de 10-5 % / hora
PM2.30A.Simões
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RUPTURA POR FLUÊNCIA
AISI 316
Declive: oxidação, corrosão, cristalização ou transformações de fase.
PM2.31A.Simões
2006
CONCEITOS
Tensão uniaxial: Deformação elástica – deformação plástica (deformação permanente)Tensão limite convencional de elasticidade a 0,2%, tensão de ruptura (tensão máxima), extensão até à fractura (ductilidade).Diagrama de tensão nominal-extensão nominal (ensaio tracção)Dureza- resistência à deformação plástica (indentação)Mecanismo da deformação plástica – escorregamento com movimento de deslocações (sistemas de escorregamento).Maclagem – quando o escorregamento é difícil.T ambiente, limites de grão são obstáculos ao movimento de deslocações. A alta temperatura pode ocorrer escorregamento dos limites de grão.Deformação a frio : encruamento.Maquinagem envolve em geral encruamento + recozimento.Fracturas: dúctil, frágil, frágil-dúctil.Esforços cíclicos: Fadiga.Tensão constante, T elevada: Fluência.