Deformação Plástica por Deformação Plástica por FluênciaFluência

COT – 741: Princípios de deformação COT – 741: Princípios de deformação plásticaplástica

Prof: Paulo Emílio Valadão de MirandaProf: Paulo Emílio Valadão de MirandaMonitor: Guilherme Farias MiscowMonitor: Guilherme Farias Miscow

FluênciaFluência

É um processo de fratura que ocorre em É um processo de fratura que ocorre em conseqüência de deformação plástica conseqüência de deformação plástica dependente do tempo (viscoelástica);dependente do tempo (viscoelástica);A deformação plástica ocorre sob carga A deformação plástica ocorre sob carga ou tensão constante, em temperaturas ou tensão constante, em temperaturas elevadas (T>0,5Televadas (T>0,5THFHF););

Muito importante no projeto de vasos de Muito importante no projeto de vasos de pressão, turbinas a gás, palhetas de pressão, turbinas a gás, palhetas de avião, e outros.avião, e outros.

Mecanismos de FluênciaMecanismos de Fluência

Deslizamento de discordâncias;Deslizamento de discordâncias;

Fluência por discordâncias;Fluência por discordâncias;

Fluência por difusãoFluência por difusão– Nabarro-Herring;Nabarro-Herring;– Coble;Coble;

Deslizamento de contorno de grão.Deslizamento de contorno de grão.

Deslizamento de DiscordânciasDeslizamento de Discordâncias

É a geração e movimentação de É a geração e movimentação de discordâncias usual. Ocorre por ativação discordâncias usual. Ocorre por ativação térmica e mecânica para valores de térmica e mecânica para valores de tensão tensão /G >10/G >10-2-2;;

A taxa de fluência é função direta da A taxa de fluência é função direta da resistência à movimentação de resistência à movimentação de discordâncias.discordâncias.

Fluência por DiscordânciasFluência por Discordâncias

Envolve principalmente o mecanismo de Envolve principalmente o mecanismo de escalagem, assistida pela presença escalagem, assistida pela presença massiva de defeitos pontuais em equilíbrio massiva de defeitos pontuais em equilíbrio termodinâmico;termodinâmico;

A faixa de temperatura para sua A faixa de temperatura para sua ocorrência é elevada e a tensão é ocorrência é elevada e a tensão é relativamente alta também (10relativamente alta também (10-4-4 < < /G < /G < 1010-2-2).).

Fluência por DifusãoFluência por Difusão

A fluência por difusão ocorre em função de um fluxo de A fluência por difusão ocorre em função de um fluxo de defeitos pontuais segundo um gradiente de tensão;defeitos pontuais segundo um gradiente de tensão;O nível de tensão é da ordem de O nível de tensão é da ordem de /G <10/G <10-4-4;;A difusão pode ocorrer ao longo dos contornos de grão A difusão pode ocorrer ao longo dos contornos de grão (Coble) ou por dentro dos grão (Nabarro-Herring);(Coble) ou por dentro dos grão (Nabarro-Herring);A fluência de Coble ocorre em temperaturas mais baixas A fluência de Coble ocorre em temperaturas mais baixas em relação à de Nabarro-Herring, visto que o livre em relação à de Nabarro-Herring, visto que o livre caminho médio do contorno de grão em baixas caminho médio do contorno de grão em baixas temperaturas é maior;temperaturas é maior;Em temperaturas elevadas a ativação térmica é Em temperaturas elevadas a ativação térmica é suficiente para promover difusão dentro do grão.suficiente para promover difusão dentro do grão.

Deslizamento de Contorno de GrãoDeslizamento de Contorno de Grão

Partes de um contorno de grão ganham Partes de um contorno de grão ganham mobilidade promovendo alongamento dos mobilidade promovendo alongamento dos mesmos;mesmos;Para acomodar a mudança de forma dos grão Para acomodar a mudança de forma dos grão pode ser necessária a formação de “dobras” nas pode ser necessária a formação de “dobras” nas junções dos contornos;junções dos contornos;O mecanismo de deslizamento de contorno é de O mecanismo de deslizamento de contorno é de extrema importância na iniciação de extrema importância na iniciação de micromecanismos de fratura por fluência;micromecanismos de fratura por fluência;Também é importante na acomodação da Também é importante na acomodação da mudança de forma durante a fluência por mudança de forma durante a fluência por difusão.difusão.

Mapas de FluênciaMapas de Fluência

Ensaio de Fluência AceleradaEnsaio de Fluência Acelerada

Projetos são baseados nas variáveis Projetos são baseados nas variáveis obtidas em ensaios;obtidas em ensaios;

Obtêm-se uma curva com normalmente Obtêm-se uma curva com normalmente três estágios distintos;três estágios distintos;

A taxa de deformação e os mecanismos A taxa de deformação e os mecanismos de fluência predominantes variam entre os de fluência predominantes variam entre os estágios.estágios.

Ensaio de Fluência AceleradaEnsaio de Fluência Acelerada

ε

t

I II III

Ensaio de Fluência AceleradaEnsaio de Fluência Acelerada

Estágio I (fluência primária, transiente)Estágio I (fluência primária, transiente)– Predomina o encruamento (deslizamento de Predomina o encruamento (deslizamento de

discordâncias). A taxa de deformação decresce com discordâncias). A taxa de deformação decresce com o tempo;o tempo;

Estágio II (fluência secundária, estacionária)Estágio II (fluência secundária, estacionária)– Há um balanço entre mecanismos de amolescimento Há um balanço entre mecanismos de amolescimento

(poligonização, escalagem e deslizamento cruzado) (poligonização, escalagem e deslizamento cruzado) com mecanismos de endurecimento (encruamento). com mecanismos de endurecimento (encruamento). A taxa de deformação é constante;A taxa de deformação é constante;

Estágio III (fluência terciária)Estágio III (fluência terciária)– A taxa de deformação é crescente. Iniciam-se A taxa de deformação é crescente. Iniciam-se

micromecanismos de fratura, com destaque para o micromecanismos de fratura, com destaque para o deslizamento de contorno de grão.deslizamento de contorno de grão.

Variáveis que AfetamVariáveis que Afetama Vida em Fluênciaa Vida em Fluência

Temperatura;Temperatura;

Composição química;Composição química;

Tamanho de grão;Tamanho de grão;

Nível de tensoes.Nível de tensoes.