Como se dá a deformação plástica em materiais metálicos policristalinos?
Passo 1
Vamos lá! A pergunta é sobre como acontece a deformação plástica em materiais metálicos policristalinos. Isso está relacionado à metalurgia e mais especificamente à mecânica dos materiais. Para resolver, vamos precisar entender a estrutura dos metais policristalinos, o que é deformação plástica e como isso ocorre no nível microscópico.
Passo 2
Primeiro, é importante saber que deformação plástica é quando um material sofre uma mudança permanente na sua forma quando uma força é aplicada. Diferente da deformação elástica, que é reversível, a plástica permanece mesmo após a força ser retirada.
Passo 3
Nos metais, a estrutura não é de um único cristal, mas sim formada por muitos grãos cristalinos menores, que se orientam de diferentes maneiras. Esses grãos são separados por interfaces chamadas de limites de grão.
Passo 4
A deformação plástica nos metais policristalinos acontece principalmente através do movimento de discordâncias. Discordâncias são imperfeições na rede cristalina que permitem que as camadas de átomos deslizem umas sobre as outras com menos esforço.
Passo 5
Para que a deformação ocorra, as discordâncias se movem ao longo de sistemas de deslizamento específicos, que são combinações de planos e direções densamente empacotadas na estrutura cristalina. O sistema de deslizamento mais comum em metais é o {111}<110>, que representa os planos e direções mais eficientes para o deslizamento.
Passo 6
Como o material é policristalino, cada grão tem uma orientação diferente. Quando aplicamos uma força, as discordâncias começam a se mover em alguns grãos mais facilmente que em outros. Os limites de grão atuam como barreiras que dificultam o movimento das discordâncias, o que contribui para o aumento da resistência do material à deformação.
Passo 7
À medida que a deformação plástica continua, mais discordâncias são geradas e interagem umas com as outras, criando um emaranhado que dificulta ainda mais o movimento. Isso resulta no endurecimento por deformação, onde o material fica mais duro e resistente à deformação conforme é trabalhado.
Resposta
Então, a deformação plástica em materiais metálicos policristalinos ocorre através do movimento de discordâncias nos diferentes grãos cristalinos. Esses grãos, com suas diversas orientações, interagem e dificultam o fluxo das discordâncias, levando ao endurecimento do material conforme ele é deformado. Esse processo permite que o metal sofra deformações permanentes de maneira controlada.