O documento discute propriedades mecânicas de materiais, incluindo deformação elástica e plástica, mecanismos de deformação, curvas tensão-deformação, e esquemas ilustrando mudanças na rede cristalina durante a deformação. Também aborda mecanismos de endurecimento como deformação plástica, contornos de grão, solução sólida e dispersão de fases.

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
τ
τ

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
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
CFC

16. SISTEMAS DE DESLIZAMENTO
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
HC

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:
σ
ε

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:
109
- 1010
discordâncias/mm2
Materiais deformados e tratados termicamente:
105
- 106
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: σy - tensão de escoamento
σ0 - 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”)
Ultrapassagem (partícula “dura”)
O mecanismo de endurecimento
escolhido pelo sistema depende do
raio do precipitado, sujeito à restrição
de menor τ ο-, isto é, segue pela linha
pontilhada. (raio crítico: 5- 30 nm –
maior efeito de endurecimento)
corte
ultrapassagem
rc