Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

Deveria ser mencionado que não é o caso para que discordâncias passem através contornos de
grão durante a deformação para contornos de grão de alto ângulo; em vez disto, uma concentração
de tensão à frente de um plano de escorregamento num grão pode ativar fontes para novas
discordâncias num grão adjacente.
Um material finamente granulado (um que tem grãos pequenos) é mais duro e mais forte
do que um que seja grosseiramente granulado, de vez que o primeiro tem uma maior área total de
contorno de grão para impedir o movimento da discordância. Para muitos materiais, o limite
convencional de elasticidade σ y varia com o tamanho de grão de acordo com a relação
σ y = σ o + k y d -1/2 (7.5)
Nesta expressão, d é o diâmetro médio de grão e σ o e k y são constantes para um particular material.
A Figura 7.15 demonstra a dependência do limite convencional de elasticidade em relação ao
tamanho de grão para uma liga de latão. Tamanho de grão pode ser regulado pela taxa de
solidificação a partir da fase líquida e também por deformação plástica seguida por um apropriado
tratamento térmico, como discutido na Seção 7.13.
Figura 7.15 - A influência do tamanho de grão sobre o limite convencional de elasticidade de uma
liga de latão de 70Cu-30Zn. Note-se que o diâmetro do grão aumenta a partir da direita para a
esquerda e não é linear. (Adaptado a partir de H.Suzuki, "A Relação entre Estrutura e Propriedades
Mecânicas de Metais", Vol. II, National Physical Laboratory Symposium No.15, p.524).
Contornos de grão de baixo ângulo (Seção 4.5) não são efetivos em interferir com o
processo de escorregamento por causa do ligeiro desalinhamento cristalográfico através do
contorno. Por outrolado, contornos de macla (Seção 4.5) efetivamente bloqueará escorregamento e
aumentar a resistência do material. Contornos entre 2 diferentes fases são também impedimentos
para movimento de discordâncias. Os tamanhos e formas das fases constituintes afetam
significativamente as propriedades mecânicas de ligas multifásicas; estes são tópicos de discussão
nas Seções 10.7, 10.8 e 17.1.
7.9 - ENDURECIMENTO POR SOLUCÃO SÓLIDA
Uma outra técnica para fortalecer e endurecer metais é a formação de liga com átomos impurezas
que entram em soluções sólidas quer substitucionais quer intersticiais. Concordantemente, isto é
denominado endurecimento por solução sólida. Metais de alta pureza são quase sempre mais
macios e fracos do que ligas compostas do mesmo metal base. Aumentando da concentração da
impureza resulta num acompanhante aumento no limite de resistência à tração, e dureza, como
indicado nas Figuras 7.16a e 7.16b para zinco em cobre; a dependência da dutilidade em relação à
concentração de zinco é apresentada na Figura 7.16c.
Figura 7.16 - Variação com a concentração de zinco: (a) do limite de resistência à tração, (b)