O endurecimento por precipitação é um mecanismo extensivamente explorado nesses materiais, no qual as partículas bloqueiam, total ou parcialmente, a movimentação de discordâncias.
Definição - O que é Mecanismos de endurecimento
Por isso, são utilizados vários métodos para aumentar a resistência dos metais, polímeros e cerâmicas. A resistência mecânica depende basicamente da microestrutura do material, e o endurecimento nada mais é do que a obtenção de microestruturas adequadas.
Existem, ao todo, 5 mecanismos de endurecimento: encruamento, refinamento de grão, soluções sólidas, segunda fase e transformação de fase.
ferrita + perlita.(recozimento / normalização)martensita.(têmpera + revenido)
É o fenômeno no qual um material endurece devido à deformação plástica. A medida que se reduz o encruamento maior é a força necessária para produzir uma maior deformação.
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Muitas transformações de fase envolvem mudança em composição, assim é necessária uma redistribuição de átomos via difusão. O processo de tranformação de fase envolve: Nucleação de uma nova fase: formação de pequenas partículas (núcleos) da nova fase. Esses núcleos são formados em contornos de grão e em outros defeitos.
O endurecimento por solução sólida é atingido através da inserção de átomos de soluto em solução na rede de um solvente, através da substituição de um átomo de solvente por um átomo de soluto com tamanho equivalente (solução sólida substitucional) ou quando pequenos átomos de soluto ocupam posições intersticiais ( ...
Os mecanismos de endurecimento utilizados nos aços ARBL incluem: a) refino de grão; b) precipitação; c) subestrutura de discordâncias; d) endurecimento por solução sólida; e) envelhecimento com deformação.
Os materiais podem experimentar dois tipos de deformação, a elástica e a plástica. Na deformação plástica é permanente e as ligações entre os átomos são rompidas e formadas novamente.
Materiais com grãos menores são mais duros e mais resistentes. torna mais duro e mais resistente a medida que é deformado plasticamente. Trabalho a frio. Influência do trabalho a frio sob o comportamento tensão-deformação.
Na metalurgia, grão (do termo latino granu) é um cristal isolado na matéria em estado sólido. O tamanho do grão é um fator importante para avaliar as propriedades mecânicas de um material policristalino, em especial a dureza, a resistência à corrosão e o limite de escoamento.
Encruamento é o fenômeno pelo qual um metal dúctil se torna mais duro e mais resistente quando submetido à deformação plástica, conforme Callister (2008), pode ser chamado também de endurecimento por trabalho, algumas vezes por ocorrer em temperatura ambiente pode ser chamado de trabalho a frio.
Mecanismo de Orowan para a interação de discordâncias com partículas incoerentes. Se os precipitados forem coerentes, as discordâncias em movimento poderão cortá-los ou cisalhá-los. Precipitados coerentes são muito menos comuns que precipitados incoerentes.
O crescimento de grão pode acontecer ou não, dependendo se o metal é deixado a uma temperatura elevada e arrefecido lentamente após a têmpera. Os grãos se unem e assim aumentam de tamanho, aumentando a resistência e aumentando o número de planos de cisalhamento, o que pode levar à fratura do material.
A macla é um tipo de defeito cristalino que pode ocorrer durante a solidificação, deformação plástica, recristalização ou crescimento de grão. Tipos de macla: maclas de recozimento e maclas de deformação.
Faixas de Temperaturas Permissíveis no Trabalho a Quente
O limite inferior de temperatura para o trabalho a quente de um metal é a menor temperatura para a qual a taxa de recristalização é rápida o bastante para eliminar o encruamento quando o metal está submetido àquela temperatura.
Aumento de resistência por solução sólida: Outra técnica utilizada para aumentar a resistência e endurecer metais consiste na formação de ligas com átomos de impurezas que entram quer em solução sólida substitucional, quer em solução sólida intersticial.
A nitretação a plasma é um procedimento com o objetivo de aumentar a dureza do material de aço, prolongando assim a resistência dela à corrosão. Ela é feita sobre uma camada de óxido existente em todo aço que evita que ele enferruje.
Dentro do aço, o carbono, juntando-se com o ferro, forma um composto chamado carbeto de ferro (Fe3C), uma substância muito dura. Isso dá dureza ao aço, aumentando sua resistência mecânica.
Os aços liga também são divididos de acordo com o teor de elementos em sua composição: ... aço alta liga – a soma dos teores de todos os elementos liga é no mínimo 12% de todo o material; aço baixa liga de alta resistência – nesse caso o teor de carbono é menor que 0,25% e o teor dos outros elementos liga é menor que 2%.
O aço de baixa liga e alta resistência é usado nessas áreas devido às suas propriedades de resistência à corrosão. Os aços de baixa liga normalmente contêm menos de 10% de elementos de ligação (C, Mn, Cr, Ni, Mo, V e Si juntos). A análise elementar rápida e precisa é um requisito importante durante a produção de aço.
Aço de alta resistência e baixa liga (ARBL) é um tipo de liga de aço que proporciona melhores propriedades mecânicas, ou maior resistência à corrosão do que o aço ao carbono.
Soluções sólidas intersticiais
Ocorrem quando um soluto de menor raio atômico que o solvente ocupa sítios intersticiais no reticulado cristalino. Um dos exemplos mais utilizados é a fase ferrita, constituinte da liga de aço, na qual adiciona-se carbono ao ferro para gerar um aumento na resistência mecânica.
- O encruamento ocorre basicamente porque os metais se deformam plasticamente por movimento de discordâncias e estas interagem diretamente entre si ou com outras imperfeições, ou indiretamente com o campo de tensões internas de várias imperfeições e obstáculos.
Metais monocristalino não possuem variações na geometria do seu arranjo cristalino que impeçam o movimento das discordâncias, metais policristalinos são mais resistentes do que os equivalentes monocristalinos, isto significa que são necessárias maiores tensões para dar início ao escorregamento e ao consequente ...
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