Deformação Plástica por Fluência

1. Deformação Plástica por Fluência COT – 741: Princípios de deformação plástica Prof: Paulo Emílio Valadão de Miranda Monitor: Guilherme Farias Miscow

2. Fluência • É um processo de fratura que ocorre em conseqüência de deformação plástica dependente do tempo (viscoelástica); • A deformação plástica ocorre sob carga ou tensão constante, em temperaturas elevadas (T>0,5THF); • Muito importante no projeto de vasos de pressão, turbinas a gás, palhetas de avião, e outros.

3. Mecanismos de Fluência • Deslizamento de discordâncias; • Fluência por discordâncias; • Fluência por difusão • Nabarro-Herring; • Coble; • Deslizamento de contorno de grão.

4. Deslizamento de Discordâncias • É a geração e movimentação de discordâncias usual. Ocorre por ativação térmica e mecânica para valores de tensão /G >10-2; • A taxa de fluência é função direta da resistência à movimentação de discordâncias.

5. Fluência por Discordâncias • Envolve principalmente o mecanismo de escalagem, assistida pela presença massiva de defeitos pontuais em equilíbrio termodinâmico; • A faixa de temperatura para sua ocorrência é elevada e a tensão é relativamente alta também (10-4 < /G < 10-2).

6. Fluência por Difusão • A fluência por difusão ocorre em função de um fluxo de defeitos pontuais segundo um gradiente de tensão; • O nível de tensão é da ordem de /G <10-4; • A difusão pode ocorrer ao longo dos contornos de grão (Coble) ou por dentro dos grão (Nabarro-Herring); • A fluência de Coble ocorre em temperaturas mais baixas em relação à de Nabarro-Herring, visto que o livre caminho médio do contorno de grão em baixas temperaturas é maior; • Em temperaturas elevadas a ativação térmica é suficiente para promover difusão dentro do grão.

7. Deslizamento de Contorno de Grão • Partes de um contorno de grão ganham mobilidade promovendo alongamento dos mesmos; • Para acomodar a mudança de forma dos grão pode ser necessária a formação de “dobras” nas junções dos contornos; • O mecanismo de deslizamento de contorno é de extrema importância na iniciação de micromecanismos de fratura por fluência; • Também é importante na acomodação da mudança de forma durante a fluência por difusão.

8. Mapas de Fluência

9. Ensaio de Fluência Acelerada • Projetos são baseados nas variáveis obtidas em ensaios; • Obtêm-se uma curva com normalmente três estágios distintos; • A taxa de deformação e os mecanismos de fluência predominantes variam entre os estágios.

10. Ensaio de Fluência Acelerada ε III I II t

11. Ensaio de Fluência Acelerada • Estágio I (fluência primária, transiente) • Predomina o encruamento (deslizamento de discordâncias). A taxa de deformação decresce com o tempo; • Estágio II (fluência secundária, estacionária) • Há um balanço entre mecanismos de amolescimento (poligonização, escalagem e deslizamento cruzado) com mecanismos de endurecimento (encruamento). A taxa de deformação é constante; • Estágio III (fluência terciária) • A taxa de deformação é crescente. Iniciam-se micromecanismos de fratura, com destaque para o deslizamento de contorno de grão.

12. Variáveis que Afetama Vida em Fluência • Temperatura; • Composição química; • Tamanho de grão; • Nível de tensoes.