Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

Além disso, o processo ocorre de uma maneira relativamente lenta à medida em que o comprimento
da trinca é estendido. Às vezes diz-se que uma tal trinca é estável. Isto é, ela resiste a uma
adicional extensão a menos que exista um aumento na tensão aplicada. Em adição, haverá
ordinariamente evidência de apreciável deformação bruta nas superfçies da fratura (por exemplo,
torcimento e rasgamento). Por outro lado, para fratura frágil, trincas podem se espalhar de maneira
extremamente rápida, com muito pouca deformação plática acompanhante. Pode-se dizer que tais
trincas são instáveis e propagação da trinca, uma vez iniciada, continuará espontâneamente sem um
aumento na magnitude da tensão aplicada.
Fratura dútil é quase sempre preferida por 2 razões. Primeiro, fratura frágil ocorre
repentinamente e catastroficamente sem qualquer aviso; esta é uma consequência da espontânea e
rápida propagação da trinca. Por outro lado, para fratura dútil, a presença de deformação plástica
dá aviso de que a fratura é iminente, permitindo que medidas preventivas sejam tomadas.
Segundo, mais energia de deformação é requerida para induzir fratura dútil porquanto materials
dúteis são geralmente mais tenazes. Sob a ação de uma tensão de tração aplicada, muitas ligas
metálicas são dúteis, enquanto que cerâmicas são notavelmente frágeis e polímeros podem exibir
ambos os tipos de fratura.
8.3 - FRATURA DÚTIL
Superfícies de fratura dútil têm suas próprias características distintivas nos níveis tanto macroscópico
quanto microscópico. A Figura 8.1 mostra representações esquemáticas para 2 caracteísticos perfis
macroscópicos de fratura. A configuração mostrada na Figura 8.1a é encontrada em materiais
extremamente macios, tais como ouro puro e chumbo puro à temperatura ambiente e em outros
metais, polímeros e vidros inorgânicos em temperaturas elevadas. O pescoço destes materiais
altamente dúteis diminui continuamente até chegar a um únco ponto, mostrando virtualmente 100%
de redução de área.
Figura 8.1 - (a) Uma fratura altamente dútil na qual a amostra tem seu pescoço final reduzido a um
ponto. (b) Fratura moderadamente dútil após a formação de algum pescoço. (c) Fratura frágil sem
nenhuma deformação plástica.
O tipo mais comum de perfil de fratura de tração para metais dúteis é aquele representado
na Figura 8.1b, cuja fratura é precedida por somente uma moderada quantidade de
empescoçamento. O processo de fratura normalmente ocorre em vários estágios (Figura 8.2).
Primeiro, após o início do empescoçamento, pequenas cavidades, ou microvazios, se formam no
interior da seção reta, como indicado na Figura 8.2b. Depois, à medida em que a deformação
continua, estes microvazios crescem, encostam-se mutuamente e se coalescem para formar uma
trinca elítica, que tem seu eixo longo perpendicular à direção da tensão. A trinca continua a crescer
numa direção paralela ao eixo maior por este processo de coalescência de microvazios (Figura
8.2c). Finalmente, a fratura resulta pela rápida propagação de uma trinca ao redor do perímetro
externo do pescoço (Figura 8.2d), pela deformação cizalhante num ângulo de cerca de 45 o com o
eixo de tração - este é o ângulo no qual a tensão cizalhante é máxima. Às vezes uma fratura tendo
este característico contorno superficial é denominada uma fratura de taça-e-cone ("cup-and-cone