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MarcaInstituioEnsinoCap.4 Imperfeies nos SlidosCap.7 Discordncias Solues SlidasTamanho de Gro CINCIA DOS MATERIAIS - CALLISTERProf.: M.Sc. Antonio Fernando de Carvalho Mota

Diretionof forceSlip plane

DEFORMAES DOS METAIS

(a) Trao (b) Compresso

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A Metalurgia da DeformaoDeformao: Cisalhamento de planos de maior densidade atmica, segundo uma direo compacta

B

t

A

A Metalurgia da DeformaoSistemas de deslizamento

CFC

CCCHC

{111} 1104x3=12 sistemas

{110} 1116x2=12 sistemas

Plano Basal{0001} 1120

1x3=3 sistemas

DEFORMAES DOS METAIS

(a) Trao (b) Compresso

Metal Tenso mx. terica(N/mm2)Tenso mx. medida(N/mm2)

Ferro puro137.900344Alumnio puro34.47569Cobre puro68.950172

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6 IMPERFEIES CRISTALINAS

Defeitos pontuais Defeitos de linha (discordncias)-Formao das discordncias- Estrutura dos metais e aplicaesProf.: Antonio Fernando de Carvalho Mota

Discordncia

Auto-intersticial

Lacunas

Intersticial Pequeno

Defeitos Pontuais nas Estruturas

Solutos intersticiaisSolutos substitucionais

MOVIMENTAO DE DISCORDNCIAS

O esforo para arrastar um tapete menor, restringindo-se a regio em movimento.

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DEFEITOS DE LINHADISCORDNCIAS EM CUNHA

Discordncia (dislocation): Defeito em linha intracristalino responsvel pela deformao plstica de metais.

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O CIRCUITO E O VETOR DE BURGERS

INTERAES ENTRE DISCORDNCIAS

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DISCORDNCIA HELICOIDALDiscordncia helicoidal (esto mostradas as clulas unitrias).O vetor de deslocamento (vetor de Burgers) paralelo aodefeito de linha.

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Tipos de discordnciaDiscordncia em cunhaDiscordncia em hlice

13MOVIMENTO DE DISCORDNCIAS EM CUNHA E EM HLICE

vem Fonte: Prof. Sidnei/ DCMM/PUCRJ

Direo do movimentoO efeito final o mesmoHlice:Mov. normal adireo da tensoCunha:Mov. na direoDa tenso

FORMAO DE DISCORDNCIA POR CISALHAMENTO

(a) Discordncia em Cunha. (b) Discordncia Helicoidal. (c) Discordncia Mista

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Discordncia MistaDiscordncia mista num cristal. A discordncia, de linha AB, parafuso no ponto A, esquerda, em que entra no cristal e cunha no ponto B, direita, onde sai do cristal

Atrao eaniquilamentoDiscordncias : Esforos EnvolvidosRegies de trao e compressoao redor da discordnciaInterao entre discordnciasRepulso

Formao de discordncia:Inicio da movimentao da discordncia.(b - d) Aumento da linha da discordncia com o aumento no cisalhamento.Quando a curva se fecha em si mesma, forma-se uma segunda curva.

(a) (b) ( c) (d)

Gerao de discordncias pelo mecanismo de Frank-Read

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MECANISMOS DE ENDURECIMENTO

Representao de uma barreira de Lomer-Cottrell

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Ensaio de trao convencionalCurva tenso-deformao caracterstica:So observados os processos de deformao elstica, escoamento, deformao plstica com encruamento e deformao plstica com encruamento no uniforme e estrico da seo do CP com progresso da ruptura.

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O material deformado a frio apresenta ENCRUAMENTO, representado pelo aumento do limite de escoamento.

Descarregamento, obtendo aumento de comprimento (deformao plstica) e conseqentemente aumento da densidade de discordncias.Deformao at ~8%, em trao uniaxial

Escoamento descontnuo e Bandas de Lders

Deformao plstica, durante o patamar de escoamento descontnuo, ocorre em bandas

Campos de tenso associados s discordncias indicam o aumento de energia do sistema metlico. Esta energia foi fornecida durante a deformao plstica.

CompressionTension

Deformao plstica:

Durante a deformao plstica, h aumento da densidade de discordncias.Quanto maior a densidade de discordncias, maior a chance de interaes entre estas, bloqueando seu movimento.Assim, QUANTO MAIOR A DEFORMAO PLSTICA APLICADA A UM METAL, MAIOR A DIFICULDADE EM CONTINUAR ESTA DEFORMAO.

Unidade de densidade de discordncia Densidade de discordncia : Comprimento de discordncias (milimetros) Volume de material (milimetro3)

Metais recozidos e cuidadosamente preparados: 103 mm-2

Metais altamente deformados: entre 109 e 1010 mm-2 (1000 km em 1 mm3)(1 mm3 de Cu apresenta 8.493.1019 tomos)

Metais deformados e submetidos a tratamento trmico:105 106 mm-2

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Deformao por discordnciasDeformao por maclaoMaclas (twins): Ocorrem em metais CFC (a exceo do Al)

DEFORMAO DOS METAIS

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MECANISMOS DE DEFORMAO PLSTICA

29 TWINS- MACLAS OU CRISTAIS GMEOS um tipo especial de contorno de groOs tomos de um lado do contorno so imagens especulares dos tomos do outro lado do contornoA macla ocorre num plano definido e numa direo especfica, dependendo da estrutura cristalina

30ORIGENS DOS TWINSMACLAS OU CRISTAIS GMEOSO seu aparecimento est geralmente associado com A PRESENA DE:- tenses trmicas e mecnicas- impurezas- Etc.

RESULTADO DA MOVIMENTAO DAS DISCORDNCIAS

Deformao Plstica do alumnio Estampagem profunda

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ATMOSFERAS DE COTTREL

Depois de um tratamento de envelhecimentoas discordncias so ancoradas por uma nuvemde impurezas

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FRATURA POR CLIVAVEM Vrias discordncias paralelas sob tenso, podem produzir uma pequena trinca

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METALOGRAFIA

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TAMANHO DE GRO PRINCIPAL VARIVEL METALRGICA

MEDIO DO TAMANHO DE GRO (T.G.): OU

N = 2 n-1 onde:

N = nmero de gros/ pol2 com aumento de 100 vezesn ou G= nmero de Tamanho de Gro ASTM (1 n 12)

Determinao do TG atravsda anlise de imagem

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Equao de Hall-Petch

Equao de Hall-Petch, y o limite de escoamento, d o tamanho mdio do gro e 0 e ky so constantes particulares do material.Refino de Gro segundo mecanismo de endurecimento (principal varivel metalrgica)

38Monocristal e PolicristalMonocristal: Material com apenas uma orientao cristalina, ou seja, que contm apenas um gro

Policristal: Material com mais de uma orientao cristalina, ou seja, que contm vrios gros

Representao esquemtica do contorno de gro e do gro Fonte: http://www.pmt.usp.br/paulob/montecarlo/modelar/default.htm

40LINGOTE DE ALUMNIO POLICRISTALINO

Microcpio tico 2.000xMicroscpio Eletrnico de Varredura (MEV) Superfcie de fratura 300.000xMicroscpio Eletrnico de Transmisso (MET)Observa as discordncias 1.000.000x

OBSERVAO DA MACRO E MICROESTRUTURA

Lupa - Macrografia

Microcpio tico

Microscpio Eletrnico de Varredura (MEV)

Microscpio Eletrnico de Transmisso (MET)

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