Mecanismoss de endurecimento

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  • Publicado : 1 de julho de 2012
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O esquema abaixo mostra um cristal contendo uma discordância em cunha. Apenas uma fileira de átomos precisa se mover de cada vez para provocar a deformação. Sem a discordância, todos os átomos do plano teriam que se mover ao mesmo tempo, para causar a mesma deformação, consumindo uma energia muito alta para tal processo.
Os mecanismos de endurecimento baseiam-se essencialmente em restringir omovimento de discordâncias pela estrutura cristalina, através da introdução de obstáculos, tais como, contornos de grão, outras discordâncias, átomos intersticiais ou subistitucionais, ou ainda pela presença de precipitados de segunda fase.

• Endurecimento devido ao contorno de grão
• Endurecimento por deformação
• Endurecimento por solução sólida
• Endurecimento por precipitaçãoEndurecimento devido ao contorno de grão

O contorno de grão representa a região limite entre dois grãos adjacentes que possuem orientações cristalinas diferentes, atuando como uma barreira à propagação de discordâncias. À medida que a deformação imposta prossegue mais e mais discordâncias vão se acumulando próximas ao contorno, criando uma tensão de recuo cada vez mais forte que tende a repelir odeslizamento de novas discordâncias. Desta forma, para que a deformação prossiga, é necessário aumentar os níveis de tensão aplicada.

Endurecimento por deformação - Encruamento
Quando um metal é deformado plasticamente, um grande número de discordâncias é gerado. Efetuando-se um tratamento térmico de recozimento neste material, a grande maioria destas discordâncias é eliminada e a densidade dediscordâncias se reduz.
Tanto a multiplicação, como a interação entre as discordâncias criam dificuldades para a continuidade da deformação plástica, ou seja, ocorre um aumento da dureza ou da resistência mecânica do material. O aumento de resistência vem acompanhado de uma queda na ductilidade, ou seja, na capacidade do material sofrer posteriores deformações plásticas.




Endurecimento porsolução sólida
A presença de átomos substitucionais e/ou intersticiais na rede cristalina gera um campo de tensões à sua volta. Quando uma discordância se move em direção a estes átomos, ela “sente” este campo de tensões como um obstáculo à sua propagação e a resistência do material aumenta. De um modo geral, quanto maior a concentração de soluto e/ou a diferença de tamanho entre o átomosubstitucional/intersticial e os átomos da rede, maior é a distorção da rede e, portanto, maior a dificuldade de deslizamento. Via de regra, os átomos intersticiais possuem um efeito endurecedor muito maior do que os substitucionais.

Endurecimento por precipitação
O endurecimento por precipitação ou envelhecimento ocorre quando partículas finamente dispersas de uma segunda fase precipitam-se nointerior da matriz de fase principal, através de tratamentos térmicos adequados. Este tipo de mecanismo de endurecimento é largamente empregado em algumas ligas de alumínio, magnésio, titânio, níquel, cobre e em algumas ligas de aços inoxidáveis. No início do processo de precipitação, forma-se um precipitado coerente com a matriz, (os átomos de soluto estão alinhados com os átomos da matriz). Com odecorrer do tempo, os precipitados continuam a crescer e não podem manter a coerência indefinidamente. O precipitado perde coerência e um contorno de grão é formado pelas duas fases. A perda de coerência diminui o campo de tensões ao redor da partícula, entretanto torna o cisalhamento mais difícil devido à presença do contorno de grão. As discordâncias contornam estes obstáculos, curvando-se entreeles e deixando um anel de discordância ao redor da partícula. À medida que sucessivos anéis vão sendo deixados ao redor dos precipitados, ocorre um aumento no campo de tensões, que eleva a resistência à propagação da próxima discordância.

1) Defina envelhecimento/endurecimento por deformação ou encruamento. (p. 181 Dieter)

2) Mostre como as discordâncias podem ser responsáveis pelas...
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