Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING An Introduction
William D. Callister, Jr. , John Wiley & Sons, 1991.
7. DISCORDÂNCIAS E MECANISMOS DE FORTALECIMENTO
7.1 - INTRODUÇÃO
Capítulo 6 explicou que materiais pode experimentar 2 tipos de deformação: elástica e plástica.
Deformação plástica é permanente e resistência mecânica e dureza são medidas da resistência de
um material à esta deformação. Numa escala microscópica, deformação plástica corresponde ao
movimento líquido de grandes números de átomos em resposta a uma tensão aplicada. Durante este
processo, ligações atômicas devem ser rompidas e depois reformadas. Em sólidos cristalinos,
deformação plástica muitas vezes envolve o movimento de discordâncias, defeitos cristalinos lineares
que foram introduzidos na Seção 4.4. Este capítulo discute as características de discordâncias e seu
movimento em deformação plástica. Em adição, e provavelmente mais importantemente, são
apresentadas várias técnicas para fortalecer metais monofásicos, sendo descritos os mecanismos
delas em termos de discordâncias. Finalmente, as últimas seções deste capítulo são concernentes
com os processos de recuperação e recristalização que ocorrem em metais plasticamente
deformados, normalmente em elevadas temperaturas - e, em adição, crescimento de grão.
DISCORDÂNCIAS E DEFORMAÇÃO PLÁSTICA
Primeiros estudos de materiais conduziram ao cálculo de resistências teóricas de cristais perfeitos,
que eram muitas vezes maiores do que aqueles realmente medidos. Durante a década de 1930 foi
teorizado que esta discrepância em resistências mecânicas poderiam ser explicadas por um tipo de
defeito cristalino linear que tinha se tornado conhecido a partir desta época como uma discordância.
Entretanto, o estabelecimento da existência de tal defeito de discordância por observação direta
com o microscópio eletrônico não havia acontecido até a década de 1950. Depois disto, evoluiu-se
uma teoria de discordâncias que explica muitos dos fenômenos físicos e mecânicos em materiais
cristalinos, principalmente metais e cerâmicas.
7.2 - CONCEITOS BÁSICOS
Discordâncias de aresta e de parafuso são os 2 tipos fundamentais de discordâncias. Numa
discordância de aresta, existe localizada distorção da rede ao longo da extremidade de um meioplano
extra de átomos, que também define a linha de discordância (Figura 4.3). Pode-se pensar
que uma discordância em parafuso resulte a partir de uma distorção cizalhante; sua linha de
discordância passa através do centro de uma espiral, rampa de plano atômico (Figure 4.4). Muitas
discordâncias em materiais cristalinos têm componentes tanto de aresta quanto de parafuso; estas
são discordâncias mistas (Figura 4.5).
Deformação plástica corresponde ao movimento de um grande número de discordâncias.
Um discordância de aresta se move em resposta a uma tensão cizalhante aplicada numa direção
perpendicular à sua linha; a mecânica do movimento de discordância está representada na Figura