COT 741 – Princípios de Deformação Plástica O Ensaio de Tração COT 741 – Princípios de Deformação Plástica

Monocristais III II  I  Estágio I – Deslizamento Fácil Estágio II – Encruamento Estágio III – Recuperação Dinâmica II  I 

Estágios de Encruamento Estágio I – Deslizamento Fácil Baixa densidade de discordâncias, logo, há pouca restrição à movimentação das mesmas (não há interação entre discordâncias). A tensão cresce muito pouco com a deformação; Estágio II – Encruamento A densidade de discordâncias aumenta muito rápido, as discordâncias começam a interagir, encruando o material. A tensão cresce muito com a deformação; Estágio III – Recuperação Dinâmica A densidade de discordâncias está próxima a de saturação, podendo formar arranjos que minimizem a energia total do sistema (sub-grãos). A tensão cresce menos com a deformação.

Monocristais São anisotrópicos quanto à sua resistência mecânica, ou seja, há uma relação entre a direção da tensão principal de carregamento e a orientação cristalina. Considere σe como a tensão limite de escoamento. Se o fator de Schmid para o cristal da esquerda for maior do que o do cristal da direita, σe1 < σe2 σe1 σe2

Policristais σn εn III II SÓ POSSUEM OS ESTÁGIOS II E III (em alguns casos apresentam um estágio de comportamento semelhante ao de deslizamento fácil e há estudos sobre estágios IV e V em ensaios em temperaturas elevadas) εn

Arranjos de Discordâncias Estágio II – Encruamento Linear No início as discordâncias estão deslizando ao longo de um único sistema de deslizamento, formando um arranjo planar (não representado no slide seguinte); Depois, barreiras são encontradas e as reações de discordâncias aumentam. A densidade de discordâncias é elevada, sendo a energia do sistema minimizada com a formação de emaranhados de discordâncias (tangles); Os emaranhados tornam-se interconectados, formando uma estrutura celular cujas paredes são emaranhados; Com o aumento da densidade de discordâncias as células se tornam menores, até atingir um tamanho crítico, enquanto as paredes ficam mais espessas.

Arranjos de Discordâncias Estágio II – Encruamento Linear Emaranhado Célula σ σ Aumento da Densidade de Discordâncias Aumento da Espessura da Parede da Célula Diminuição do Tamanho da Célula Aumento da Tensão

Arranjos de Discordâncias Estágio III – Recuperação Dinâmica Para dar continuidade à deformação, o material deve aliviar a tensão mecânica minimizando a energia do sistema; Em alguns locais, as discordâncias se empilham, formando uma fronteira de orientação cristalina dentro de um mesmo grão; Essa diferença é menor do que 5°, formando então o chamado contorno de baixo ângulo; Os campos de distorção elástica das discordâncias alinhados interage de forma que campos trativos se alinham aos compressivos, minimizando a distorção global, logo, abaixando a energia total do sistema; Esse fenômeno ocorre durante um processo chamado de poligonização, também presente durante a recristalização. O estágio III pode ocorrer sem poligonização, entretanto, se houver poligonização é um indício que ocorreu o estágio III.

Arranjos de Discordâncias Estágio III – Recuperação Dinâmica A configuração à direita diminui o campo de distorção elástica líquido da estrutura cristalina Contorno de Baixo Ângulo

Arranjos de Discordâncias Estágio II Estágio III Encruamento Linear Encruamento Parabólico (concavidade negativa) Pequeno alívio de tensão Grande alívio de tensão Estrutura Celular Sub-grãos Mais atuante em materiais de elevada resistência mecânica Mais atuante em materiais de elevada ductilidade