Discordncias e Deslizamento1. Conceitos GeraisCFC Parmetro de Rede a=4r/21/2 Nmero Coordenao 12 tomos por Clula Unitria 4 Fator de Empacotamento 0,74 Seqncia de Empilhamento ABCABC... Plano de Mxima {111} Densidade Atmica Direo Mais Compacta Sistemas de Deslizamento 12 Interstcios - Octadricos: maiores (0,41) - Tetradricos menores (0,22) CFC Obs So geralmente os mais dcteis devido aos seus sistemas de deslizamento bem definidos. CCC a=4r/31/2 8 2 0,68 ABAB... {110} , {112} {123} 48 - Tetradricos: maiores (0,29) - Octadricos: menores (0,15) HC 12 4 0,74 ABAB... (0001) 3 - Octadrico: maiores - Tetradricos menores

CCC Apesar de possurem 48 sistemas de deslizamento, so menos dcteis do que CFC, pois possuem a grosso modo planos menos compactos, necessitando maior tenso cisalhante.

HC Possuem menos sistemas de escorregamento, devido a isso pouco dcteis e fortemente influenciados pela orientao.

Discordncias e Deslizamento2. Discordncias:Seu conceito foi inicialmente dado para explicar a discrepncia entre os valores tericos da resistncia ao cisalhamento e os encontrados na prtica. A discrepncia ocorre porque ao invs de vrios tomos se movendo, apenas se movimentam os tomos na vizinhana da discordncia. Sistema de deslizamento comporta o plano mais denso e a direo mais compacta.

3. Discordncia em Cunha:A linha de discordncia perpendicular ao vetor de burgues. no conservativa ( para mudar de plano de deslizamento necessrio fazer escalagem que consiste na retirada de um tomo ou colocao do mesmo acima ou abaixo do plano de deslizamento, devido a isso no um processo conservativo, tem tambm pouca probabilidade de ocorrer porque requer difuso de tomos e lacunas). Faz escalagem para mudar de plano e poder ultrapassar barreiras. Ocorre conservativamente apenas em um nico plano.

4. Discordncia em Hlice:A linha de discordncia paralela ao vetor de burgus. conservativa. No realiza escalagem. Faz deslizamento cruzado. Seu plano de deslizamento pode ser qualquer um que contenha a linha de discordncia ento poder realizar deslizamento cruzado de um plano para o outro permitindo a estas contornar obstculos, menos os degraus (jogs). Deslizamento Cruzado: Sendo paralelo o vetor de burgus e a linha de discordncia, eles ento no definem um plano especfico, pois todas as direes ao redor do seu eixo gozam das mesmas propriedades e pode deslizar em qualquer plano. Os degraus (jogs) tambm so formados por discordncias hlice realizando deslizamento cruzado do plano de deslizamento primrio para um outro que contenha direo de deslizamento. Degraus: A formao em degraus em discordncias em hlice impede seu movimento podendo levar a formao de lacunas e tomos intersticiais caso os degraus sejam forados se moverem de forma no conservativa. Estes degraus no impedem a movimentao de discordncias em cunha que o utiliza a escalagem para ultrapassar estes obstculos.

Discordncias e Deslizamento5. Discordncia Floresta: (interseo)Quando a discordncia fura o plano de escorregamento que contm outra. Ento forma-se um degrau(jog). Neste caso apenas a discordncia em cunha pode movimentar-se. Degraus so formados por discordncias em hlice realizando deslizamento cruzado dum plano primrio para direo de deslizamento comum.

6. Discordncia Bloqueada:Discordncias de baixa mobilidade que se formam a partir de reaes entre discordncias. Ocorrem entre discordncias que esto situadas em planos de deslizamento que se intersecionam combinam-se formando discordncias que no estejam em direes de deslizamento.

7. Maclao:Basicamente ocorrem quando sistemas de deslizamento so restritos ou quando a tenso de maclao inferior a tenso da discordncia. Quando uma regio do cristal tem sua orientao alterada. uma espcie de ajuda dada s discordncias porque ela pode colocar novos sistemas de deslizamento em posies favorveis. Tem a forma de uma lentilha e a imagem especular da matriz original. Sua diferena para as discordncias reside no fato de no caso da maclao, as direes cristalogrficas so modificadas em relao a original, o que no acontece com uma discordncia, outro ponto relevante so as distncias atmicas envolvidas, na maclao estas distncias so inferiores a uma distncia atmica. A maclao se forma por deformao mecnica ou recozimento aps deformao plstica. As maclas mecnicas so formadas em metais CCC e HC com choques a baixa temperatura, os metais CFC no se deformam normalmente por maclao j que possuem sistemas de escorregamento bem definidos. A maioria dos metais CFC apresentam macla de recozimento dando uma boa indicao de que o metal foi deformado mecanicamente antes do recozimento. Quanto mais baixa a energia de contorno de macla, maior a tendncia a formar maclas de recozimento. Com isso quanto menor a energia de falha de empilhamento maior a quantidade de macla de recozimento. O alumnio raramente apresenta maclas de recozimento devido a sua alta energia de falha de empilhamento. Nos metais CFC a energia de falha de empilhamento cerca de duas vezes maior que a energia do contorno coerente de macla de recozimento.

Discordncias e Deslizamento8. Falha de empilhamento:A deformao plstica acarreta a deslizamento de planos causando a falha de empilhamento. Na estrutura CFC existem dois tipos: - F. E. HC: formao de uma pequena regio HC no interior da falha ABC A|CAB; - F. E. macla: formao de uma macla microscpica no interior da falha ABC|ACB|CA. Devido a facilidade (energia) de se criar falha de empilhamento nos cristais CFC, estes no formam maclas. Encontrar falhas de empilhamento em cristais CFC mais fcil do que em metais HC e CCC. A falha de empilhamento na estrutura HC, forma uma regio CFC em seu interior. Na estrutura CCC a falha de empilhamento mais difcil( acredito que pelo fato de no terem um plano mais compacto). Metais com falha de empilhamento largas ou seja com mais baixa energia de falha de empilhamento, encruam mais rapidamente, maclam mais facilmente no recozimento. Por isso no alumnio, a curva de encruamento II pequena pois se deformam facilmente por deslizamento cruzado. A EFE do Al = 200 erg/cm2. Discordncia dissociada: considerada uma falha de empilhamento num cristal CFC e consiste em duas discordncias parciais tendo uma falha de empilhamento ao centro.

9. Bandas de deformao e bandas de dobramento:a) Bandas de deformao: Ocorrem em metais CCC e CFC, a deformao de um cristal no sendo homognea, d origem a regies de orientao diferentes chamadas bandas de deformao. Sob uma tenso cisalhante, formam-se regies com orientao cristalogrfica diferente devido as restries impostas pelos contornos de gro. So alongadas na direo da deformao principal. Bandas de dobramento: Segundo a equao da tenso cisalhante crtica resolvida, difcil deformar um cristal Hexagonal quando este apresentar plano basal paralelo ao eixo de trao, em compresso ele se deforma em sbita flambagem de uma regio localizada do cristal para uma posio inclinada acarretando encurtamento do cristal.

b)

10. Discordncias bloqueadas:So discordncias que se interseccionam, combinando-se e produzindo novas discordncias que esto fora de direes de deslizamento. No se encontrando no plano de

Discordncias e Deslizamentodeslizamento de baixa tenso cisalhante, atuam como barreiras at que a tenso aumente para romper o blqueio.

11. Barreiras de Lomer-Cottrell:Metais CFC devido ao deslizamento de planos {111} que se intersecionam.

12. Encruamento:Aumento da tenso necessria para produzir deslizamento. De forma geral causado pela interao entre discordncias e tambm com barreiras que impedem seu movimento. # Densidade de discordncia: - Recozido: 106 cm-2 - Trabalhado a frio: 1012 cm2 # Efeito Baushinger: Ocorre quando aplicamos uma tenso em um material e depois aplicamos a mesma tenso do lado oposto, haver conseqentemente uma diminuio na tenso. Estgio I (Deslizamento Fcil): Pequeno encruamento, discordncias podem se movimentar sem encontrar barreiras, a maioria das discordncias escapam para superfcie. O deslizamento ocorre em apenas um sistema de deslizamento. - Estgio II: Encruamento aumenta mais rapidamente, o deslizamento ocorre em mais de um plano, ocorre formao barreiras de Lomer-Cottrell, durante este estgio a taxa de encruamento e o mdulo de cisalhamento praticamente independente da tenso e da temperatura, orientao e pureza, admite-se o empilhamento de discordncias como o principal mecanismo de encruamento. Como resultado do deslizamento ocorrer em vrios sistemas de deslizamento, so formadas irregularidades na rede, se desenvolvendo emaranhados. Estgio III (Recuperao dinmica): Regio onde a taxa de encruamento decrescente. Neste estado as tenses so suficientemente altas para as discordncias participarem de processos que no so ativados para tenses inferiores. O principal mecanismo o deslizamento cruzado que liberta as discordncias empilhadas durante o II. A tenso na qual se inicia o III dependente da temperatura, mais do que no II. Esta dependncia da temperatura no III sugere que o mecanismo de florestas de discordncias(interseo). -

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Discordncias e Deslizamento13. Observao das discordnciasa) Mtodos qumicos: - Tcnicas de ataques metalogrficos; - Tcnicas de precipitao b) Mtodos fsicos: - Microscopia trasmisso de filmes finos - Difrao de raios x. A tcnica mais simples utiliza um reagente que forma um ponto de ataque (pite) no lugar onde a discordncia aflora superfcie. Isso ocorre pois o campo de deformao que rodeia a discordncia causa ataque qumico preferencial. Esta tcnica permite o estudo do movimento das discordncias. Devido a dificuldade de resoluo ao se sobreporem, indicado para cristais com baixa densidade de discordncia (106 cm-2). MET de folhas finas: Aps deformar a amostra, retira-se uma folha metlica fina, at que por eletroeroso ficar com 1000A. Para esta espessura o material ser transparente aos eltrons do microscpio, sendo que a intensidade do feixe eletrnico difratado alterada pelo campo de deformao da discordncia. Esta tcnica pode ser usada para densidade de discordncias de 1011 cm-2. uma tcnica poderosa para estudo das discordncias, seu maior defeito deteco de tenses de longo alcance, comprimento linhas de deslizamento, altura dos degraus. Microscopia de raio x: Detecta estrutura de discordncias de um cristal, mas limitada at uma densidade de discordncia de 105 cm-2. Microscopia de campo inico: trata-se da nica tcnica experimental para observao direta de lacunas.

Discordncias e Deslizamento14. Anel de discordncia:As discordncias existentes num cristal real raramente sao linhas ou se encontram num nico plano. De maneira geral uma discordncia ter um carter parcialmente aresta e espiral. { A } Anel de discordncia puramente hlice { B } Anel de discordncia puramente cunha Circuito de burguers: define o vetor de burguers ao qual inicia-se um circuito num ponto da rede e no sentido horrio um caminho que percorra distncias iguais em cada direo vendo onde o circuito no se fecha, a ento o vetor de burguers.

15. Deslizamento cruzado:_ # Anel discordncia b=(ao/2)*[101] # Plano (111) # Traando no anel, em sentido antihorrio o vetor t, temos: - Em W temos cunha positiva; - Em Y temos cunha negativa; - Em Z temos hlice esquerda; - Em X temos hlice direita. _ Em certo momento a tenso cisalhante movimenta a discordncia no plano (111), j que neste ponto (Z) ela hlice, pode mudar de plano. Em C, o anel deslizou para o segundo plano e em D ouve deslizamento cruzado duplo(pois deslizou de volta a um plano (111)). Durante este deslizamento, apenas a componente espiral do anel se movimentou. De um modo geral ela no pode terminar no interior do cristal, a exceo o caso de um n que o ponto de encontro de 3 ou 4 discordncias. Em um n duas discordncias com vetores b1 e b2 se combinam formando b3. A discordncia termina geralmente na

Discordncias e Deslizamentosuperfcie do material ou num contorno de gro. As discordncias com mdulo superior a 1 unidade so instveis e se dissociam em duas ou mais discordncias de menor mdulo, isto , ocorrer se: b12 > b22 + b32 b1b2 + b3.

16. Discordncia na rede CFC:O deslizamento ocorre no plano {111} e na direo . O menor vetor da rede que liga um tomo no vrtice do cubo ao tomo no centro da face (ao/2)[110], ento: b=ao/2[110]. Agora se cosiderermos o arranjo atmico, veremos que no to simples assim. Caso um tomo queira mover-se, ser melhor ao longo dos vales com movimento de ziguezague b2 + b3 do que sobre o monte que se encontra em seu cominho. b1 b2 +b3 _ __ _ ao/2[101] ao/6[211] + ao/6[112] importante que o balano da reao acima esteja correto. O deslizamento atravs deste processo cria uma falha ABCAC|ABC. A discordncia com vetor b1 dissociouse em 2 discordncias parciais b2 e b3 e so conhecidas como parciais de Shockley. Obs: Situao vista de cima de (111) segundo direo [111]. A combinao das duas parciais AC e AD conhecida como discordncia estendida. Acima as discordncias parciais tendem a se separar enquanto a tenso superficial tende a uni-las . Elas atingem uma largura que determinada pela EFE. A dissociao de discordncias independe do carter da discordncia, seja ela cunha ou hlice. Entretanto a discordncia hlice estendida, define um plano de deslizamento especfico que o plano {111} tendo seu movimento restrito a este plano. As discordncias parciais se movimentam de maneira solidria, mantendo a largura de equilbrio da FE. Uma discordncia espiral estendida no pode realizar deslizamento cruzado ao menos que as parciais se recombinem para formar uma discordncia perfeita. Quanto maior for a largura da falha de empilhamento(menor energia), mais difcil ser junt-las. Isto explica porque o deslizamento cruzado no Al to grande, o qual apresenta uma falha de empilhamento muito estreita; e to pouco observado no Cu com falha de empilhamento

Discordncias e Deslizamentolarga. No Al, sua alta energia de falha de empilhamento torna o estgio II bem pequeno em virtude de se deformarem facilmente por deslizamento. As falhas de empilhamento so detectadas por MET. Nos cristais CFC as discordncias variam com a EFE. No ao inoxidvel austentico, com EFE de 13 erg/cm2(baixa energia de falha de empilhamento), o deslizamento cruzado raramente visto, por isso possui uma rede de discordncias ao longo dos planos de deslizamento. J no Au=30, Cu=40, o deslizamento cruzado possvel. Existe ainda um outro tipo de discordncia parcial na rede CFC chamada discordncia bloqueada ou parcial de Frank.