Engenharia Dos Materiais - 7 Aula

Transcript

MATERIAIS / MATERIAIS I Pedro Almeida DEM 2005 MATERIAIS / MATERIAIS I 1 Pedro Almeida DEM 2005 Defeitos cristalinos Defeitos cristalinos Os cristais descritos até agora são ideais ou seja não apresentam defeitos. cristais reais apresentam inúmeros º Os defeitos que se classificam pela sua dimensão. º Defeitos cristalinos º º º º º º º º Defeitos pontuais (Lacunas, Intersticiais, substitucionais) substitucionais) Defeitos lineares (Deslocaç (Deslocações) Defeitos bidimensionais (limites de grão) Defeitos tridimensionais (poros, fissuras, inclusões) º Devido à agitaç agitação té térmica, os átomos de um cristal real vibram constantemente. Quanto maior for a energia té térmica maior será será a probabilidade de existirem átomos que saiam da sua posiç posição deixando um vazio no lugar que ocupava. Por outro lado dentro da rede cristalina existem inú inúmeros interstí interstícios (espaç (espaços vazios) entre os átomos, nos quais é possí possível alojar outros átomos. Finalmente, é praticamente impossí impossível obter um material infinitamente puro, logo haverão sempre impurezas na rede cristalina. MATERIAIS / MATERIAIS I Pedro Almeida DEM 2005 MATERIAIS / MATERIAIS I 3 Pedro Almeida DEM 2005 Defeitos cristalinos º Defeitos cristalinos Defeitos pontuais Auto-intersticial Átomo da própria rede a ocupar um interstício Cristal Ideal Lacuna Substitucional 2 Intersticial Impureza Substitucional Átomo diferente a ocupar uma lacuna Impureza Intersticial Átomo diferente a ocupar um interstício Lacuna Ausência de um átomo 4 MATERIAIS / MATERIAIS I Pedro Almeida DEM 2005 MATERIAIS / MATERIAIS I 5 Pedro Almeida DEM 2005 Defeitos cristalinos º Defeitos Defeitos cristalinos lineares º º Deslocação cunha º Deslocação parafuso MATERIAIS / MATERIAIS I Pedro Almeida DEM 2005 Defeitos cristalinos º Deslocação cunha Resulta da presenç presença de um semiplano cristalino extra. º Este facto faz com que a energia necessá necessária para que ocorram escorregamentos interplanares seja menor. º Durante o escorregamento, os planos movemmovem-se um de cada vez º 6 Deslocação cunha Vector de Burgers perpendicular à linha da deslocação cunha. é MATERIAIS / MATERIAIS I 7 Pedro Almeida DEM 2005 Defeitos cristalinos º Analogias do movimento das deslocações cunha 8 MATERIAIS / MATERIAIS I Pedro Almeida DEM 2005 MATERIAIS / MATERIAIS I 9 Pedro Almeida DEM 2005 Defeitos cristalinos º Defeitos cristalinos Deslocação cunha º 10 º Este tipo de deslocaç deslocações provoca tensões e extensões na zona envolvente da linha da deslocaç deslocação. Deslocação parafuso Vector de Burgers é paralelo à linha da deslocação. º Existem tensões de tracç tracção abaixo da linha da deslocaç deslocação. tensões de compressão acima da linha da deslocaç deslocação. Deslocação º Existem Vector de Burgers MATERIAIS / MATERIAIS I Pedro Almeida DEM 2005 MATERIAIS / MATERIAIS I 11 Defeitos cristalinos º Deslocação parafuso A deslocação move-se numa direcção perpendicular à tensão de corte aplicada. Pedro Almeida DEM 2005 Defeitos cristalinos 12 MATERIAIS / MATERIAIS I Pedro Almeida DEM 2005 MATERIAIS / MATERIAIS I 13 Pedro Almeida DEM 2005 Defeitos cristalinos º Defeitos cristalinos Deslocação mista o vector de Burgers mantém uma direcção fixa no espaço. º Junto à deslocaç deslocação cunha, é perpendicular º Junto à deslocaç deslocação parafuso é paralelo º tridimensionais º Poros º Inclusões º Fissuras Limites de grão MATERIAIS / MATERIAIS I 15 Pedro Almeida DEM 2005 Defeitos cristalinos Defeitos cristalinos º Defeitos Defeitos bidimensionais º MATERIAIS / MATERIAIS I Pedro Almeida DEM 2005 14 º Deformaç Deformação plá plástica a ní nível ató atómico º Quando um metal de superfí superfície polida é plasticamente deformado, podem tornartornar-se visí visíveis linhas de deslocaç deslocação na superfí superfície. º Estas linhas indicam que os átomos estão a escorregar uns sobre os outros. º Este escorregamento ocorre em planos especí específicos. 16 MATERIAIS / MATERIAIS I Pedro Almeida DEM 2005 MATERIAIS / MATERIAIS I 17 Pedro Almeida DEM 2005 Defeitos cristalinos º Deslocações Defeitos cristalinos º num monocristal de zinco Devido à existência de uma orientaç orientação cristalográ cristalográfica aleató aleatória entre os diferentes grãos, a direcç direcção dos deslocamentos varia de grão para grão. º Dentro de cada grão a deslocaç deslocação acontece segundo o sistema de escorregamento que lhe é mais favorá favorável º ºA orientação do cristal foi escolhida por forma a que ocorressem deslocações. MATERIAIS / MATERIAIS I Pedro Almeida DEM 2005 Defeitos cristalinos º Trabalho a frio de metais º º º º Para que ocorra deformaç deformação plá plástica é necessá necessário que sejam formadas deslocaç deslocações e que estas se movam. As deslocaç deslocações interagem umas com as outras que lhe sejam paralelas. Deslocaç Deslocações não paralelas que se encontrem dificultam o movimento. Ao serem criadas mais deslocaç deslocações a densidade de deslocaç deslocações aumenta e a energia necessá necessária para continuar a deformaç deformação aumenta. Deslocações em materiais policristalinos 19 18