Mecanismos de aumento de resistência

Question 1

A deformação plástica corresponde ao movimento de grandes números de ?

Answer 1

Discordâncias.

Question 2

Recuperação e recristalização são processos que ocorrem em metais deformados plasticamente em geral sobre temperaturas altas ou baixas?

Answer 2

temperaturas elevadas.

Question 3

Quais são os dois tipos fundamentais de discordância?

Answer 3

discordância aresta e a discordância espiral.

Question 4

O que é o escorregamento?

Answer 4

O processo pelo qual uma deformação plástica é produzida pelo movimento de uma discordância. O plano cristalográfico ao longo do qual a linha da discordância passa é o plano de escorregamento.

Question 5

Quais tipos de deformação causam as discordâncias em aresta e em espiral.

Answer 5

• Discordâncias em arestas causam deformações de rede devido a tração e compressão.
• Para uma discordância espiral, as deformações da rede são apenas puramente de cisalhamento.

Question 6

Durante a deformação plástica o número de discordâncias aumenta ou diminui?

Answer 6

Aumenta drasticamente.

Question 7

O que é o sistema de escorregamento?

Answer 7

É a combinação de plano de escorregamento e direção de escorregamento.

Question 8

Em relação à densidade, qual é o plano e direção de escorregamento da célula?

Answer 8

O plano e direção de escorregamento são os que possui o empacotamento atômico mais denso, ou seja, que possui maior densidade planar e maior densidade linear, respectivamente.

Question 9

O escorregamento ocorre mais facilmente em materiais monocristalinos ou policristalinos?

Answer 9

Monocristais tem mais facilidade no escorregamento, enquanto que os policristais são mais resistentes pois, embora um único grão possa estar favoravelmente orientado em relação à tensão aplicada para o escorregamento, ele não poderá se deformar até que os grãos adjacentes e menos favoravelmente orientados também sejam capazes de sofrer escorregamento; isso requer um nível de aplicação de tensão mais elevado.

Question 10

Além do escorregamento, a deformação plástica também pode ocorrer por meio de?

Answer 10

Maclação

Question 11

As maclas de deformações ocorrem em metais que possuem quais estruturas?

Answer 11

CCC e HC, em baixas temperaturas e altas cargas de carregamento.

Question 12

Como melhoramos a resistência do material?

Answer 12

Reduzindo a mobilidade das discordâncias, pois assim o material se torna mais resistente a deformação plástica, mas em contrapartida perde ductibilidade.

Question 13

Aumentando o movimento das discordâncias o material se torna o que?

Answer 13

Mais dúctil (capacidade de absorver energia na deformação plástica) e menos resistente.

Question 14

CAIU NA PROVA: Quais são os mecanismos de aumento de resistência para metais monofásicos e quais os resultados de cada um?

Answer 14

• Redução do tamanho de grão: melhora a resistência e a tenacidade.
• Formação de ligas por solução sólida: o aumento de impurezas melhora a resistência e o limite de escoamento.
• Encruamento: melhora a resistência e dureza, mas perde ductilidade.

Question 15

Porque o contorno de grão atua como barreira ao movimento das discordâncias?

Answer 15

Porque a discordância tem que mudar de direção ao passar de um grão para outro.

Question 16

Por que um material com granulação fina (um que possui grãos pequenos) tem maior dureza, tenacidade e é mais resistente que um material com granulação grosseira?

Answer 16

Porque o de granulação fina possui mais contornos de grãos, dificultando o movimento das discordâncias, logo a deformação plástica.

Question 17

Como podemos regular o tamanho de grão de um material?

Answer 17

O tamanho de grão pode ser regulado pela taxa de solidificação a partir da fase líquida e, também, por meio de deformação plástica seguida por um tratamento térmico apropriado.

Question 18

Qual tipo de contorno bloqueia efetivamente o movimento das discordâncias?

Answer 18

Contornos de maclas são os mais eficazes no bloqueio de movimento de discordâncias.

Question 19

Como funciona o aumento de resistência por solução sólida?

Answer 19

As ligas são mais resistentes que os metais puros, uma vez que os átomos de impurezas que estão participando na solução sólida normalmente impõem deformações de rede sobre os átomos hospedeiros vizinhos. Assim, resultam interações do campo de deformação da rede entre as discordâncias e esses átomos de impurezas, e, consequentemente, o movimento das discordâncias fica restrito.

Question 20

O que são átomos intersticiais e átomos substitucionais?

Answer 20

átomos intersticiais - impurezas que ocupam interstícios.
‘
átomos substitucionais - impurezas que ocupam a posição dos átomos hospedeiros.

Question 21

O que é o encruamento ou endurecimento por trabalho à frio?

Answer 21

O encruamento é o fenômeno pelo qual um metal dúctil se torna mais duro e mais resistente à medida que é deformado plasticamente. Algumas vezes, esse fenômeno também é chamado de endurecimento por trabalho a frio. A maioria dos metais encrua à temperatura ambiente.
‘
O processo aumenta a dureza e a resistência de um material metálico ao submetê-lo a deformação plástica a baixas temperaturas. Por outro lado, ocorre uma diminuição da ductilidade do material.
‘
Isso é feito para melhorar as propriedades mecânicas do material e torná-lo mais resistente ao desgaste e à fadiga.
‘
Este processo é comumente usado em aços de baixo carbono, mas também pode ser usado em outros metais, como alumínio, cobre e níquel.
‘
É um processo relativamente simples e econômico, e pode ser usado para produzir peças com seções transversais complexas. No entanto, o material endurecido por deformação a frio geralmente tem uma resistência à fratura mais baixa do que o material endurecido por tratamento térmico.

Question 22

Como se calcula o percentual de trabalho a frio?

Answer 22

%TF = [ (Ao - Ad) / Ao ] . 100
‘
onde:
Ao - área transversal antes da deformação
Ad - área transversal após a deformação

Question 23

CAIU NA PROVA: Quais os benefícios do trabalho a frio?

Answer 23

Aumenta o limite de escoamento e LRT, mas em contrapartida diminui a ductilidade (capacidade de alongamento).

Question 24

Por que a resistência aumenta com o trabalho a frio?

Answer 24

O trabalho a frio aumenta a densidade de discordâncias, ou seja, elas se multiplicam. Consequentemente, a distância média de separação entre as discordâncias diminui — elas ficam posicionadas mais próximas umas das outras, sendo assim, pela repulsividade o movimento de uma discordância é dificultado
pela presença das outras. Assim, a tensão
imposta, necessária para deformar um metal, aumenta com o aumento do trabalho a frio.

Question 25

CAIU NA PROVA: Os efeitos do encruamento pode ser removido por meio de qual tratamento?

Answer 25

Recozimento.

Question 26

O coeficiente de encruamento (n) mede o que?

Answer 26

A habilidade de um metal encruar; quanto maior a magnitude de n, maior será o encruamento para uma dada quantidade de deformação plástica.

Question 27

O aumento da resistência pela redução no tamanho de grão, o aumento da resistência por solução sólida e o encruamento podem ser usados em conjunto?

Answer 27

Sim, os três podem ser feitos no mesmo material.

Question 28

Tratamento térmico consegue reduzir os efeitos do aumento da resistência pela redução no tamanho de grão, o aumento da resistência por solução sólida e o encruamento ?

Answer 28

Não, o tratamento reduz apenas os efeitos do encruamento e da redução do tamanho de grão, mas não reduz os efeitos do aumento da resistência por solução sólida.

Question 29

CAIU NA PROVA: Condutividade elétrica e resistência a corrosão podem ser modificadas devido a deformação plástica?

Answer 29

Sim, pode ocorrer. Mas essas propriedades podem ser restauradas mediante a tratamento térmico de recozimento.

Question 30

Quais os dois processos que compõe o recozimento?

Answer 30

Primeiro vem a recuperação, depois a recristalização e por último ocorre o crescimento de grão.

Question 31

O que é o fenômeno da recuperação?

Answer 31

Uma parcela da energia de deformação interna armazenada é liberada em virtude do movimento das discordâncias (na ausência de aplicação de uma tensão externa), como resultado da maior difusão atômica em temperaturas elevadas.

Question 32

CAIU: O que é recristalização?

Answer 32

Mesmo após a recuperação estar completa, os grãos ainda estão em um estado de energia de deformação relativamente elevado. A recristalização é a formação de um novo conjunto de grãos livres de deformação e equiaxiais (isto é, com dimensões aproximadamente iguais em todas as direções), com BAIXAS DENSIDADES DE DISCORDÂNCIAS e que são característicos das condições anteriores ao trabalho a
frio.

Question 33

Recristalização pode ser empregada para refinamento de grão?

Answer 33

Sim.

Question 34

Após a recristalização quais características fica o material?

Answer 34

As propriedades mecânicas que foram alteradas como consequência do trabalho a frio são restauradas aos seus valores anteriores ao trabalho a frio, isto é, o metal se torna menos resistente e tem menor dureza, entretanto é mais dúctil.

Question 35

Quais parâmetros influenciam no sucesso do processo de recristalização?

Answer 35

Tempo e temperatura.
‘
O grau (ou fração) de recristalização aumenta com o tempo.

Question 36

Como é o gráfico de LRT e ductilidade em relação ao tempo no processo de recozimento?

Answer 36

Pág. 218 e celular.

Question 37

O que é temperatura de recristalização ?

Answer 37

É a temperatura na qual a recristalização termina
em exatamente 1 hora.

Question 38

Qual o comportamento da variação da temperatura de recristalização em
função da porcentagem de trabalho a frio?

Answer 38

O aumento da porcentagem de trabalho a frio aumenta a taxa de recristalização do material, consequentemente a temperatura de recristalização diminui.

Question 39

Qual é o limite de percentual de trabalho a frio para que a recristalização ocorra?

Answer 39

Na faixa de 2 a 20% de trabalho a frio, não ocorre recristalização. Somente acima de 20% que vai ocorrer.

Question 40

A recristalização prossegue mais rapidamente nos metais puros ou nas ligas?

Answer 40

Nos metais puros, pois, nas ligas os átomos de impurezas segregam-se preferencialmente
para os contornos de grão recristalizados e interagem com eles, de forma a diminuir
suas mobilidades, isso resulta em uma diminuição na taxa de recristalização e aumento da temperatura de recristalização.

Question 41

CAIU: Quando é usado o trabalho a quente?

Answer 41

Quando deseja-se evitar o encruamento do material. Nesse caso, as operações de deformação plástica são realizadas frequentemente em temperaturas ACIMA DA TEMPERATURA DE RECRISTALIZAÇÃO. O material permanece relativamente macio e dúctil durante a deformação, pois não encrua, dessa
forma, grandes deformações são possíveis.

Question 42

CAIU IGUALZINHO, TIRARAM DO CALLISTER:

Como ocorre o crescimento de grão ?

Answer 42

Após a conclusão da recristalização, os grãos isentos de deformações continuarão a crescer se a amostra do metal for deixada sob uma temperatura elevada. Entretanto, O CRESCIMENTO DE GRÃO NÃO PRECISA SER PRECEDIDO DE RECUPERAÇÃO E RECRISTALIZAÇÃO; ele pode ocorrer em todos os materiais policristalinos, tanto nos metais quanto nas cerâmicas.

Question 43

O material endurecido por deformação a frio geralmente tem uma resistência à fratura mais baixa ou mais alta do que o material endurecido por tratamento térmico?

Answer 43

Mais baixa.

Question 44

Qual a finalidade do endurecimento por deformação à frio (encruamento)?

Answer 44

Ele aumenta a resistência e a dureza, mas em contrapartida tem perda de ductilidade.

Question 45

A equação de Hall-Petch explica o aumento de resistência pelo mecanismo de?

Answer 45

Redução do tamanho de grão - demonstra a dependência do limite de escoamento em relação ao tamanho do grão.

σl = σ0 + kl.d^(-1/2)

Question 46

CAIU NA PROVA: Nos aços de alta resistência e baixa liga, o principal mecanismo de endurecimento é o endurecimento por

Answer 46

O refino de grão é o mecanismo preferencial de endurecimento dos aços ARBL porque também aumenta a tenacidade, mas o segundo mecanismo de endurecimento mais importante nos aços ARBL é o endurecimento por precipitação.

Devido à elevada solubilidade na austenita o nitreto de vanádio (VN) tende a se precipitar na ferrita, na qual age como efetivo endurecedor.

Question 47

CAIU: O endurecimento por solução sólida diminui com o aumento da diferença de tamanho entre os átomos do solvente e do soluto?

Answer 47

Não, o tamanho do átomo pode ser maior ou menor que ira gerar distorção da rede, e consequentemente, dificulta o movimento das discordâncias.

Question 48

CAIU: A perda da coerência dos precipitados diminui a resistência da liga?

Answer 48

Sim.

Question 49

Quais os fatores que afetam a temperatura da austenita e consequentemente a posição das curvas TTT ?

Answer 49

• Teor de carbono e elementos de liga
  dissolvidos
• Tamanho do grão da austenita
• Homogeneidade da austenita

Question 50

Por que o tamanho de grão desloca a curva TTT para a direita e favorece a formação da martensita?

Answer 50

Tamanho de grão grande dificulta a formação da
perlita, já que a mesma inicia-se no contorno de
grão. Então, tamanho de grão grande favorece a formação da martensita

Question 51

Por que deve-se evitar tamanho de grão da
austenita muito grande?

Answer 51

• Diminui a tenacidade
• Gera tensões residuais
• É mais fácil de empenar
• É mais fácil de ocorrer fissuras

Question 52

Um aumento da taxa de resfriamento da austenita pode acarretar uma diminuição do espaçamento interlamelar da perlita com aumento da tensão de escoamento?

Answer 52

Sim, no resfriamento rápido em água, os átomos de carbono ficam presos no interior da austenita. Desse modo, os átomos produzem considerável deformação no retículo da ferrita, dando tensão
ao material e aumentando sua dureza.

Question 53

Quanto mais à direita a curva TTT de um aço, menor será sua temperabilidade, acarretando menor teor de martensita e menor tensão de escoamento?

Answer 53

Sim.

Question 54

Qual é o constituinte mais mole dos aços porém o mais tenaz, e o mais maleável?

Answer 54

Ferrita.

Question 55

A temperatura de recristalização independe da quantidade de trabalho a frio a que o material foi submetido anteriormente?

Answer 55

Errado, ela depende de vários fatores, que
incluem a quantidade de trabalho a frio a que o material foi submetido e a pureza da liga.

Question 56

Quanto maior for a porcentagem de trabalho a frio, maior ou menor a temperatura de recristalização?

Answer 56

Quanto maior for a porcentagem de trabalho a frio, menor a temperatura de recristalização – pois o trabalho a frio aumenta o número de discordâncias o que leva ao aumento de energia e esse aumento de energia induz a nucleação de grãos recristalizados, ou seja, aumenta a taxa de recristalização e diminui a temperatura desta.

Question 57

Trabalhos a quente são realizados a temperaturas ligeiramente acima ou abaixo da temperatura de recristalização?

Answer 57

Acima

Question 58

CAIU FORTE: Como é definida a temperatura de recristalização?

Answer 58

É a temperatura na qual a recristalização termina
em exatamente 1 hora. Tipicamente, ela se encontra entre um terço e metade da temperatura de fusão de um metal ou liga, e depende de vários fatores, que incluem a quantidade de trabalho a frio a que o material foi submetido e a pureza da liga.

Para os metais puros, a temperatura de recristalização é normalmente de 0,4Tf, em
que Tf é a temperatura absoluta de fusão;

Para algumas ligas comerciais, ela pode ser tão elevada quanto 0,7Tf.

Question 59

CAIU NA PROVA: Qual é a força motriz para o crescimento de grão?

Answer 59

Conforme os grãos aumentam de tamanho, a área total dos contornos diminui, produzindo uma consequente redução na energia total; essa é a força motriz para o crescimento de grão.

Question 60

CAIU NA PROVA: No crescimento de grão nem todos os grãos aumentam de tamanho, porém os grãos maiores crescem à custa dos menores, que diminuem, sim ou não?

Answer 60

Sim, verdade.

Question 61

CAIU NA PROVA: No crescimento de grão o tamanho médio dos grãos é influenciado pela temperatura do tratamento, mas não pelo tempo, sim ou não?

Answer 61

Errado, o tamanho médio de grão aumenta com o tempo e, em qualquer instante específico,
existirá uma faixa de tamanhos de grão.

Question 62

O crescimento de grão ocorre pela difusão dos seus contornos?

Answer 62

Erradíssimo, o movimento dos contornos é que consiste apenas na difusão, em curta distância, dos átomos de um lado para outro do contorno.

Question 63

CAIU CAIU CAIU: Como calculamos a temperatura de recristalização para metais puros? E para ligas?

Answer 63

Para os metais puros, a temperatura de recristalização é normalmente de 0,4Tf, em
que Tf é a temperatura absoluta de fusão;

Para algumas ligas comerciais, ela pode ser tão elevada quanto 0,7Tf.