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discorancias
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MarcaInstituioEnsinoCap.4 Imperfeies nos SlidosCap.7 Discordncias Solues SlidasTamanho de Gro CINCIA DOS MATERIAIS - CALLISTERProf.: M.Sc. Antonio Fernando de Carvalho Mota
Diretionof forceSlip plane
DEFORMAES DOS METAIS
(a) Trao (b) Compresso
2
A Metalurgia da DeformaoDeformao: Cisalhamento de planos de maior densidade atmica, segundo uma direo compacta
B
t
A
A Metalurgia da DeformaoSistemas de deslizamento
CFC
CCCHC
{111} 1104x3=12 sistemas
{110} 1116x2=12 sistemas
Plano Basal{0001} 1120
1x3=3 sistemas
DEFORMAES DOS METAIS
(a) Trao (b) Compresso
Metal Tenso mx. terica(N/mm2)Tenso mx. medida(N/mm2)
Ferro puro137.900344Alumnio puro34.47569Cobre puro68.950172
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6 IMPERFEIES CRISTALINAS
Defeitos pontuais Defeitos de linha (discordncias)-Formao das discordncias- Estrutura dos metais e aplicaesProf.: Antonio Fernando de Carvalho Mota
Discordncia
Auto-intersticial
Lacunas
Intersticial Pequeno
Defeitos Pontuais nas Estruturas
Solutos intersticiaisSolutos substitucionais
MOVIMENTAO DE DISCORDNCIAS
O esforo para arrastar um tapete menor, restringindo-se a regio em movimento.
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DEFEITOS DE LINHADISCORDNCIAS EM CUNHA
Discordncia (dislocation): Defeito em linha intracristalino responsvel pela deformao plstica de metais.
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O CIRCUITO E O VETOR DE BURGERS
INTERAES ENTRE DISCORDNCIAS
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DISCORDNCIA HELICOIDALDiscordncia helicoidal (esto mostradas as clulas unitrias).O vetor de deslocamento (vetor de Burgers) paralelo aodefeito de linha.
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Tipos de discordnciaDiscordncia em cunhaDiscordncia em hlice
13MOVIMENTO DE DISCORDNCIAS EM CUNHA E EM HLICE
vem Fonte: Prof. Sidnei/ DCMM/PUCRJ
Direo do movimentoO efeito final o mesmoHlice:Mov. normal adireo da tensoCunha:Mov. na direoDa tenso
FORMAO DE DISCORDNCIA POR CISALHAMENTO
(a) Discordncia em Cunha. (b) Discordncia Helicoidal. (c) Discordncia Mista
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Discordncia MistaDiscordncia mista num cristal. A discordncia, de linha AB, parafuso no ponto A, esquerda, em que entra no cristal e cunha no ponto B, direita, onde sai do cristal
Atrao eaniquilamentoDiscordncias : Esforos EnvolvidosRegies de trao e compressoao redor da discordnciaInterao entre discordnciasRepulso
Formao de discordncia:Inicio da movimentao da discordncia.(b - d) Aumento da linha da discordncia com o aumento no cisalhamento.Quando a curva se fecha em si mesma, forma-se uma segunda curva.
(a) (b) ( c) (d)
Gerao de discordncias pelo mecanismo de Frank-Read
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MECANISMOS DE ENDURECIMENTO
Representao de uma barreira de Lomer-Cottrell
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Ensaio de trao convencionalCurva tenso-deformao caracterstica:So observados os processos de deformao elstica, escoamento, deformao plstica com encruamento e deformao plstica com encruamento no uniforme e estrico da seo do CP com progresso da ruptura.
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O material deformado a frio apresenta ENCRUAMENTO, representado pelo aumento do limite de escoamento.
Descarregamento, obtendo aumento de comprimento (deformao plstica) e conseqentemente aumento da densidade de discordncias.Deformao at ~8%, em trao uniaxial
Escoamento descontnuo e Bandas de Lders
Deformao plstica, durante o patamar de escoamento descontnuo, ocorre em bandas
Campos de tenso associados s discordncias indicam o aumento de energia do sistema metlico. Esta energia foi fornecida durante a deformao plstica.
CompressionTension
Deformao plstica:
Durante a deformao plstica, h aumento da densidade de discordncias.Quanto maior a densidade de discordncias, maior a chance de interaes entre estas, bloqueando seu movimento.Assim, QUANTO MAIOR A DEFORMAO PLSTICA APLICADA A UM METAL, MAIOR A DIFICULDADE EM CONTINUAR ESTA DEFORMAO.
Unidade de densidade de discordncia Densidade de discordncia : Comprimento de discordncias (milimetros) Volume de material (milimetro3)
Metais recozidos e cuidadosamente preparados: 103 mm-2
Metais altamente deformados: entre 109 e 1010 mm-2 (1000 km em 1 mm3)(1 mm3 de Cu apresenta 8.493.1019 tomos)
Metais deformados e submetidos a tratamento trmico:105 106 mm-2
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Deformao por discordnciasDeformao por maclaoMaclas (twins): Ocorrem em metais CFC (a exceo do Al)
DEFORMAO DOS METAIS
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MECANISMOS DE DEFORMAO PLSTICA
29 TWINS- MACLAS OU CRISTAIS GMEOS um tipo especial de contorno de groOs tomos de um lado do contorno so imagens especulares dos tomos do outro lado do contornoA macla ocorre num plano definido e numa direo especfica, dependendo da estrutura cristalina
30ORIGENS DOS TWINSMACLAS OU CRISTAIS GMEOSO seu aparecimento est geralmente associado com A PRESENA DE:- tenses trmicas e mecnicas- impurezas- Etc.
RESULTADO DA MOVIMENTAO DAS DISCORDNCIAS
Deformao Plstica do alumnio Estampagem profunda
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ATMOSFERAS DE COTTREL
Depois de um tratamento de envelhecimentoas discordncias so ancoradas por uma nuvemde impurezas
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FRATURA POR CLIVAVEM Vrias discordncias paralelas sob tenso, podem produzir uma pequena trinca
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METALOGRAFIA
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TAMANHO DE GRO PRINCIPAL VARIVEL METALRGICA
MEDIO DO TAMANHO DE GRO (T.G.): OU
N = 2 n-1 onde:
N = nmero de gros/ pol2 com aumento de 100 vezesn ou G= nmero de Tamanho de Gro ASTM (1 n 12)
Determinao do TG atravsda anlise de imagem
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Equao de Hall-Petch
Equao de Hall-Petch, y o limite de escoamento, d o tamanho mdio do gro e 0 e ky so constantes particulares do material.Refino de Gro segundo mecanismo de endurecimento (principal varivel metalrgica)
38Monocristal e PolicristalMonocristal: Material com apenas uma orientao cristalina, ou seja, que contm apenas um gro
Policristal: Material com mais de uma orientao cristalina, ou seja, que contm vrios gros
Representao esquemtica do contorno de gro e do gro Fonte: http://www.pmt.usp.br/paulob/montecarlo/modelar/default.htm
40LINGOTE DE ALUMNIO POLICRISTALINO
Microcpio tico 2.000xMicroscpio Eletrnico de Varredura (MEV) Superfcie de fratura 300.000xMicroscpio Eletrnico de Transmisso (MET)Observa as discordncias 1.000.000x
OBSERVAO DA MACRO E MICROESTRUTURA
Lupa - Macrografia
Microcpio tico
Microscpio Eletrnico de Varredura (MEV)
Microscpio Eletrnico de Transmisso (MET)
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