PROPRIEDADES DOS MATERIAIS PROPREDADES MECÂNICAS Deformação elástica e plástica Mecanismos da deformação plástica Deformação dos metais policristalinos.

Apresentação em tema: "PROPRIEDADES DOS MATERIAIS PROPREDADES MECÂNICAS Deformação elástica e plástica Mecanismos da deformação plástica Deformação dos metais policristalinos."— Transcrição da apresentação:

1 PROPRIEDADES DOS MATERIAIS PROPREDADES MECÂNICAS Deformação elástica e plástica Mecanismos da deformação plástica Deformação dos metais policristalinos Mecanismos de endurecimento

2 Tensão - deformação Qual dos materiais A, B,C
a) tem maior resistência? b) é mais dúctil? c) é mais frágil? d) é mais tenaz? e) tem a maior resiliência?

3 Curva tensão - deformação em monocristais de molibdênio em diferentes direções cristalinos:
anisotropia cristalina

4 Influência da temperatura no comportamento mecânico do aço ASTM A 913 :

5 Esquema das mudanças na rede cristalina durante a deformação

6 Esquema das mudanças na rede cristalina durante a deformação

7 ESCORREGAMENTO

8 MACLAÇÃO

9 ESCORREGAMENTO POR MOVIMENTO DE DISCORDÂNCIAS

10 ESCORREGAMENTO POR MOVIMENTO DE DISCORDÂNCIAS
discordância em aresta discordância em hélice

11 ESCORREGAMENTO POR MOVIMENTO DE DISCORDÂNCIAS
Movimento “não conservativo” das discordâncias

12 BANDAS DE DESLIZAMENTO

13 BANDAS DE DESLIZAMENTO

14 SISTEMAS DE DESLIZAMENTO
ccc O número de combinações de planos e direções pode ser calculada: número de planos = 6 número de direções = 2 número de sistemas de escorregamento: 6 x 2 = 12

15 SISTEMAS DE DESLIZAMENTO
CFC O número de combinações de planos e direções pode ser calculada: número de planos = 4 número de direções = 3 número de sistemas de escorregamento: 3 x 4 = 12

16 SISTEMAS DE DESLIZAMENTO
HC O número de combinações de planos e direções pode ser calculada: número de planos = 1 número de direções = 3 número de sistemas de escorregamento: 1 x 3 = 3

17 ELASTICIDADE E PLASTICIDADE
Projetos de componentes estruturais: as solicitações impostas produzem comportamento elástico Processos tecnológicos de fabricação: envolvem nas peças conformadas deformações plásticas

18 EXEMPLOS DO COMPORTAMENTO MECÂNICO DE MATERIAIS SOB CARGA MODELOS IDEALIZADOS:

19 EXEMPLOS DO COMPORTAMENTO MECÂNICO DE MATERIAIS SOB CARGA
COMPORTAMENTO REAL:

20 ENCRUAMENTO para prosseguir o processo de deformação plástica, o nível de tensão deve ser cada vez maior, até ser atingido o limite de resistência

21 DEFORMAÇÃO PLÁSTICA DOS METAIS POLICRISTALINOS

22 DEFORMAÇÃO PLÁSTICA DOS METAIS POLICRISTALINOS
ALUMÍNIO POLICRISTALINO

23 DEFORMAÇÃO PLÁSTICA DOS METAIS POLICRISTALINOS
AÇO INOXIDÁVEL DUPLEX COM MACLAÇÃO DEVIDO A DEFORMAÇÃO PLÁSTICA

24 DEFORMAÇÃO PLÁSTICA DOS METAIS POLICRISTALINOS
IRÍDIO POLIRISTALINO

25 DEFORMAÇÃO PLÁSTICA DOS METAIS POLICRISTALINOS
DESENVOLVIMENTO DE ORIENTAÇÃO CRISTALOGRÁFICA

26 INFLUÊNCIA DA ANISOTROPIA NA DEFORMAÇÃO PLÁSTICA DE UM MATERIAL POLICRISTALINO
A ANISOTRPOPIA DAS PROPRIEDADES MECÁNICAS PODE CAUSAR ORELHAMENTO NA CONFORMAÇÃO DAS CHAPAS

27 MECANISMOS DE ENDURECIMENTO
Endurecimento por deformação plástica Endurecimento por contornos de grão Endurecimento por solução sólida Endurecimento por dispersão de fases

28 ENDURECIMENTO POR DEFORMAÇÃO PLÁSTICA
É o fenômeno no qual um material endurece devido à deformação plástica (realizado pelo trabalho à frio) Causa: aumento de número das discordâncias e imperfeições promovidas pela deformação, que dificultam o escorregamento dos planos atômicos

29 ENDURECIMENTO POR DEFORMAÇÃO PLÁSTICA
Densidade das discordâncias: Materiais solidificados lentamente: 103 discordâncias/mm2 Materiais deformados: discordâncias/mm2 Materiais deformados e tratados termicamente: discordâncias/mm2

30 Aumento do número de discordâncias durante
a deformação plástica:

31 MULTIPLICAÇÃO DAS DISCORDÃNCIAS PELO MECANISMO DE FONTE DE FRANK - READ

32 INTERAÇÃO DE DISCORDÂNCIAS
atração repulsão

33 MUDANÇA DA TENSÃO DE ESCOAMENTO E DA DUCTILIDADE POR DEFORMAÇÃO A FRIO

34 ENDURECIMENTO POR CONTORNOS DE GRÃO
Efeitos dos contornos de grão no movimento das discordâncias: A desordem atômica na região de um contorno de grão resulta em uma descontinuidade no plano de escorregamento de um grão para outro. Devido às orientações cristalográficas diferentes de grãos, as discordâncias em movimento devem mudar sua direção de movimento, o que é tanto mais difícil quanto maior for a diferença entre orientação entre os grãos.

35 EFEITO DO TAMANHO DO GRÃO NAS PROPRIEDADES MECÂNICAS
A equação de Hall - Petch: onde: sy - tensão de escoamento s0 - tensão necessária para movimentar as discordâncias k – coeficiente de endurecimento d - diâmetro médio dos grãos

36 Limite superior de endurecimento por contorno de grão

37 EFEITO DO TAMANHO DE GRÃO NA TENSÃO DE ESCOAMENTO
Material: Latão 70% Cu - 30% Zn

38 ENDURECIMENTO POR SOLUÇÃO SÓLIDA
Causa: interação dos átomos substitucionais e intersticiais com as discordâncias Como age: os campos da tensão em torno destes átomos limitam o movimento da discordâncias sob a ação de uma carga externa

39 INTERAÇÃO DOS ÁTOMOS DO SOLUTO COM AS DISCORDÂNCIAS
Interação de um átomo intersticial com uma discordância em aresta. As posi-ções assumidas diminuem a tensão na rede cristalina. Interação de um átomo substitucional com uma discordância em aresta. As posições assumidas diminuem a tensão na rede cristalina.

40 INFLUÊNCIA DO TEOR DO SOLUTO NAS PROPRIEDADES MECÂNICAS
Influência do teor de níquel na tensão de escoamento e no alongamento na solução sólida substitucional Cu-Ni

41 ENDURECIMENTO POR DISPERSÃO DE FASES
Causa: presença de partículas finamente dispersas que dificultam o movimento das discordâncias na rede cristalina Como age: as partículas causam distorção na rede cristalina e as tensões resultantes interagem com as tensões das discordâncias influencionando a sua mobilidade

42 TIPO DA PARTÍCULA Precipitado – surge com a diminuição da solubilidade do soluto com a temperatura em uma solução sólida pelo mecanismo de nucleação e crescimento em estado sólido. Fase dispersa – é uma fase em forma de partículas dispersas que não é solúvel na matriz.

43 EFICIÊNCIA DAS PARTÍCULAS NO ENDURECIMENTO
Depende: a) do tamanho b) espaçamento c) tipo de interface coerente semi-coerente incoerente

44 TIPO DE INTERFACE PARTÍCULA - MATRIZ
coerente incoerente semi-coerente

45 INTERAÇÃO PRECIPITADO / DISCORDÂNCIA
Corte ( partícula “ mole”) corte Ultrapassagem (partícula “dura”) ultrapassagem rc O mecanismo de endurecimento escolhido pelo sistema depende do raio do precipitado, sujeito à restrição de menor t o­, isto é, segue pela linha pontilhada. (raio crítico: nm – maior efeito de endurecimento)