Crescimento de Grão [18]

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Giulia Raminhos Carlos
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1 [18] Restauração após o encruamento redução da energia interna Recuperação Restauração ação Recristalização ação Crescimento de grão 1>

Crescimento de grão: resulta da redução da energia de superfície

Analogia bolhas / espuma de sabão The first director of the Institute

2 Crescimento de grão: resulta da redução da energia de superfície associada aos contornos de grão dos materiais. Analogia bolhas / espuma de sabão The first director of the Institute for the Study of Metals (The University of Chicago), Cyril Stanley Smith, photographed around Smith is holding a small glass capsule full of soap bubbles that he used to illustrate how surface forces control the growth of grains in solid materials 2>

3 Analogia bolhas / espuma de sabão movimento da superfície p e Δ p = (pi pe ) = k γ D p i pressão p i > p e ar γ - energia interfacial [J.m -2 ] D diâmetro da bolha [m] D 3>

4 Crescimento de bolhas de espuma de sabão: tempo, em minutos Resultado experimental: n < 6 bolha de espuma desaparece n = 6 bolha de espuma estável n > 6 bolha de espuma cresce 4>

5 Energia dos contornos de grão metálicos: Superfícies externas (γ = 1 a 2 J.m -2 ) internas (γ = 0,3 a 0,5 J.m -2 ) 6>

6 Interação entre os contornos de grão monofásico: γ b grão 3 grão 1 a c γ a b γ c grão 2 equilíbrio estático γ a sen(a) = γ b sen(b) = γ c sen(c) 7>

7 Metais monofásicos policristalinos: efeito da curvatura dos contornos de grão movimentação dos átomos e do contorno de grão 8>

8 Lei de crescimento de grão: D 2 D 2 o = K o Q t exp R T Crescimento isotérmico de grão em latão 90Cu-10Zn 9>

9 Efeito da solução sólida sobre o crescimento de grão: arrasto de soluto dificulta a movimentação do contorno, restringindo o crescimento de grão. Efeito das partículas sobre o crescimento de grão: distribuição ib i de partículas (tamanho, quantidade) d ancoramento dos contornos de grão crescimento de grão inibido melhor resistência mecânica e tenacidade 10>

10 Bloqueio dos contornos de grão por partículas: força de ancoramento força de crescimento F b F c = Na π 2 γ = R γ r 11>

11 Modelos para o bloqueio dos contornos de grão por partículas: eficácia dos precipitados = ƒ( solubilidade tamanho fração volumétrica) ) Modelo de Zener D = 4 3 d f Modelo de Gladman π D = 6 d 3 2 f 2 Z sendo D e d os tamanhos de grão e da partícula, respectivamente, f éa fração volumétrica e Z é a razão de heterogeneidade da microestrutura. 12>

12 Efeito das partículas sobre o crescimento de grão: Coladas et al. (1977) Crescimento de grão austenítico TCG aços sem microligantes (crescimento normal) aços com adição de nióbio temperatura crítica (TCG) 13>

13 Caracterização por microscopia ótica: Gallego (1994) Crescimento de grão austenítico aço ABNT 4140 austenitizado a 900, 1000, 1100, 1200 e 1300 C sem encharque. Ataque: pícrico. 125X. 250 μm 14>

14 Interação das partículas com contornos de grão: Gallego (1994) Crescimento de grão austenítico Antigos contornos de grão austenítico revelados com solução ácida. 15>

15 Bibliografia: Dieter, G. E. Metalurgia Mecânica. Guanabara Dois, 2a. ed., Rio de Janeiro, 1981, pp Van Vlack, L. H. Princípios de Ciência dos Materiais. Ed. Edgard Blucher, São Paulo, 1970, pp Guy, A. G. Ciência dos Materiais. LTC/EDUSP, São Paulo, 1980, pp Reed-Hill, R. E. Princípios de Metalurgia Física. Ed. Guanabara Dois, Rio de Janeiro, 1982, pp h t / t t / i Notas de aula preparadas pelo Prof. Juno Gallego para a disciplina Materiais de Construção Mecânica I Permitida a impressão e divulgação. 16

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