SEMINARIO RECUPERAÇÃO

7/23/2019 SEMINARIO RECUPERAÇÃO

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ESTADO ENCRUADO

RECUPERAÇÃO



• Material encruado – Alta densidade de defeitos pontuais e em

linha – Fora de equilíbrio.• A restauração é um fenômeno termicamente ativado que ocorre

quando o material encruado é recozido.

• O aquecimento provê energia térmica suficiente para que omaterial vença a barreira de ativação que o impede de assumir

seu estado de mais baixa energia.

• Este processo acontece em etapas: Recuperação,

Recristalização e Crescimento de Grão.

Recuperação



• Relaciona-se à alterações microestruturais que ocorrem no

material encruado antes da recristalização e restauramparcialmente suas propriedades quando em seu estado não

deformado.

• Redução da energia livre por mecanismos de rearranjo e

eliminação de defeitos cristalinos.

• Não ocorre migração de contornos de alto ângulo

Força motriz

Decréscimo da energia de deformação

Recuperação



Estática

Promovida pelo processo de recozimento

Dinâmica

Durante a realização da deformação, o material

simultaneamente se recupera.

Recuperação



Propriedades Afetadas pela Recuperação

• Densidade

• Resistividade elétrica• Tensões residuais

• Dureza

• Tensão de escoamento

Recuperação



Propriedades Afetadas pela Recuperação

• A recuperação promove mudanças microestruturais súbitas e

em pequena escala difíceis de serem observadas.• A recuperação é acompanhada indiretamente pelas variações

nas propriedades físicas e mecânicas.

Recuperação



RecuperaçãoCinética da Recuperação

1

ã 0

T Temperatura de recozimento

çã

Song & Rettenmayr, 2001




1

• O decréscimo na tensão de escoamento (∆ ) irá variarcom o tempo e a temperatura.

• Quanto mais alta a temperatura de recozimento e mais longo o

tempo de recozimento, maior a recuperação da propriedade.• Num recozimento isotérmico a taxa de recuperação é

inicialmente alta e decresce com o tempo, na medida em que a

força motriz vai sendo consumida




Cahn & Haasen, 1996



Principais alterações microestruturais na recuperação:

0,2 T

• Aniquilação de intersticiais e vacâncias

• Migração de defeitos pontuais para contornos de grãos e

discordâncias

Recuperação




0,2 a 0,3 T

• Aniquilação de discordâncias de sinais opostos

• Rearranjo de discordâncias em configurações de menor

energia• Delineamento de subcontornos de grão – contornos de baixo

ângulo

Recuperação




> 0,4 T

• Formação de subgrãos por escorregamento com desvio e

escalada.

• Crescimento dos subgrãos

Recuperação



Pode haver sobreposição dos estágios acimaHumphreys & Hatherly, 2003

Recuperação



RecuperaçãoFatores que afetam a recuperação:

1. Grau de deformação:• Em termos gerais, quanto maior a deformação menor a fração da

propriedade modificada pela deformação recuperada antes do início da

recristalização.• A exceção são os monocristais hexagonais como os de zinco e cádmio que

podem recuperar completamente mesmo após deformação severa.




2. Temperatura de recozimento:

Temperaturas mais altas favorecem a uma recuperação mais completa.




3. Natureza do material:Energia de defeito de empilhamento (EDE) determina a taxa de

escorregamento com desvio e escalada de discordâncias

Mecanismos que controlam a taxa de recuperação

• Baixa EDE (ex.: cobre, aço austenitico) – Pouca recuperação das

estruturas de discordâncias antes da recristalização.• Alta EDE (Ex.: Alumínio, ferro α) – Recuperação significativa.



Humphreys & Hatherly, 2003

Alta EDE

Recuperação

Baixa EDE

Cahn & Haasen, 1996




3. Natureza do material:Solutos afetam a EDE e influenciam na recuperação:

• Afetam densidade e mobilidade de vacâncias

• Promove “pinning” das discordâncias, aumentando a energia armazenadapor inibição a recuperação dinâmica, assim como inibem a recuperaçãoestática.



Recuperação - MecanismosMigração e aniquilação de discordâncias

• Discordâncias de sinais opostos no mesmo plano deescorregamento

Aniquilação por escorregamento

Pode ocorrer em baixas temperaturas, reduzindo a densidade dediscordâncias durante a deformação (Recuperação dinâmica)




• Discordâncias de sinais opostos em diferentes planos deescorregamento

Aniquilação por escorregamento com desvio e escalada

Escalada depende da difusão de lacunas

Temperaturas de ativação mais altas:

> EDE < T



Recuperação - MecanismosRearranjo das discordâncias de mesmo sinal em

configurações de menor energia

Poligonização

• Discordâncias de mesmo sinal alinhadas em um mesmo planode escorregamento produzem alta energia de deformação.

• Rearranjo das discordâncias numa direção normal aos planos

de escorregamento – contorno de baixo ângulo – configuraçãode menor energia




Poligonização

Monocristal deformado por flexão

Após aniquilação de discordâncias demesmo sinal

Formação de subcontornos de baixo ângulo

Recuperação - Mecanismos




Reed-Hill, 1982



Reed-Hill, 1982

Recuperação - MecanismosPoligonização



Recuperação - MecanismosRearranjo das discordâncias de mesmo sinal em

configurações de menor energia

Formação de subgrãos

• Materiais policristalinos• Estrutura de discordâncias mais complexa

• Formação de células de discordâncias tridimensionais

• Paredes das células – emaranhados complexos dediscordâncias



Recuperação - MecanismosCélulas de discordâncias

Guerenu et al., 2004



Recuperação - Mecanismos

Formação de subgrãos

• Paredes celulares emaranhadas tornam-se redes dediscordâncias mais regulares

• Densidade de discordâncias no interior das células diminui

• Formação de subgrãos, com mínima alteração na escala dasestruturas



Recuperação - MecanismosFormação de subgrãos




Recuperação - MecanismosFormação de subgrãos

• Há uma relação direta entre a EDE e a nitidez das paredes dos

subgrãos.

Reed-Hill, 1982



Recuperação - MecanismosCrescimento de subgrãos

• Redução na área total de contornos de baixo ângulo

Zhu et al., 2005



RecuperaçãoCompetição entre Recuperação e Recristalização

• Mesma força motriz – energia estocada no material deformado

• Processos competitivos – extensão da recuperação depende dafacilidade com que a recristalização ocorre.



RecuperaçãoCompetição entre Recuperação e Recristalização

• Dependência de fatores como:

• Energia de defeito de empilhamento – > EDE favorece a recuperação• Grau de deformação - > deformação > potencial termodinâmico para

recristalização.

• Temperatura de recozimento - < T favorece recuperação (menor energia de

ativação).

• Velocidade de aquecimento - < velocidade favorece recuperação.

• Temperatura de deformação – recuperação dinâmica.

• Aplicação de tensão – Dependendo da EDE a recuperação pode serfavorecida pela aplicação de uma tensão durante o recozimento.



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