Deformação nos materiais cristalinos - Feis

Deformação nos materiais cristalinos [9]
¾ Deformação
s.f. alteração, modificação da forma,
desvio da forma habitual.
elástica
plástica
¾ Tipos de deformação
viscosa*
viscoelástica**
* - vidros
** - elastômeros
1>
Deformação nos materiais cristalinos
¾ Deformação elástica
mantém-se durante a aplicação
da carga mas com a sua anulação o material retorna às suas
dimensões originais.
Forças interatômicas
“molas”
2>
Deformação nos materiais cristalinos
¾ Deformação elástica
σ>0
(tração)
tensão normal
σ=0
(neutro)
εx
coeficiente de Poisson: ν =
εy
σ<0
(compressão)
3>
Deformação nos materiais cristalinos
¾ Deformação elástica
tensão cisalhante
τ=0
τ≠0
(neutro)
(cisalhamento)
α - ângulo de cisalhamento
γ - deformação cisalhante
G – módulo de cisalhamento
γ = tgα
τ
G =
γ
4>
Deformação nos materiais cristalinos
¾ Módulo de elasticidade (E)
σ
B
σ
E =
= tgθ
ε
A
θ
ε
¾ Relação entre os módulos de elasticidade (E) e
de cisalhamento (G)
E = 2G(1 + ν )
5>
Deformação nos materiais cristalinos
¾ Constantes elásticas - módulo de elasticidade (E)
efeito da temperatura
efeito de orientação
Liga Ni
Aço maraging
(Nedashkovskii et al, 2003)
ferro: E = 21.000 kgf/mm2
E[100] = 13.000 kgf/mm2
E[111] = 29.000 kgf/mm2
6>
Deformação nos materiais cristalinos
¾ Deformação Plástica: escorregamento de planos atômicos
causa um deslocamento permanente, cuja retirada da tensão
não implica no retorno dos planos cristalinos às suas posições
de origem.
¾ Tensões mecânicas
(tração)
tração
compressão
cisalhamento
(compressão)
7>
Deformação nos materiais cristalinos
¾ Deslizamento de planos atômicos:
mais
compacto
menor
energia
maior
energia
menos
compacto
tensão cisalhante
8>
Deformação nos materiais cristalinos
¾ Tensão crítica de cisalhamento τc
τ =
força cisalhante na direção de deslizamen to
área do plano de deslizamen to
F
τc =
⋅ cos λ ⋅ cos φ
A
τ c = σ ⋅ cos λ ⋅ cos φ
a força F mínima para ocorrer
o deslizamento implica em
λ = φ = 45°
9>
Deformação nos materiais cristalinos
¾ Mecanismo de deformação plástica
movimentação de discordâncias
energia
τ ≈ E/20
sistemas
de
deslizamento
10>
Deformação nos materiais cristalinos
¾ Sistemas de deslizamento
¾ CFC: {111} <101> ( 4 x 3 = 12 sistemas independentes)
¾ CCC:
¾ HC:
{211} <111> (48 sistemas independentes)
{110} <111>
_
{0001} <1120> (3 sistemas independentes)
{100}
{110}
{111}
11>
Deformação nos materiais cristalinos
¾ Propriedades mecânicas durante deformação
800
700
tensão [MPa]
600
500
400
300
200
aço microligado
100
0
0
2
4
6
8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
deformação (%)
12>
Deformação nos materiais cristalinos
Bibliografia:
¾ Van Vlack, L. H. Princípios de Ciência dos Materiais.
Ed. Edgard Blucher, São Paulo, 1970, pp. 135-147.
¾ Guy, A. G. Ciência dos Materiais. LTC/Edusp,
São Paulo, 1980, pp. 162-185.
¾ Dieter, G. E. Metalurgia Mecânica.
Ed. Guanabara Dois, Rio de Janeiro, 1981, pp. 107-123.
¾ Reed-Hill, R. E. Princípios de Metalurgia Física.
Guanabara Dois, Rio de Janeiro, 1982, pp. 120-155.
¾ K. I. Nedashkovskii et al. Metal Science and Heat
Treatment, vol. 45, n. 5 – 6, 2003, pp. 233 – 236.
Notas de aula preparadas pelo Prof. Juno Gallego para a disciplina Materiais de Construção Mecânica I.
® 2009. Permitida a impressão e divulgação. http://www.dem.feis.unesp.br/maprotec/educacional.shtml/
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