Ensaio de Fluência Webct

7/21/2019 Ensaio de Fluência Webct

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_____________________________________________________________________________________________DEMa / UFSCar – Prof. Levi de Oliveira Bueno – Disciplina: Ensaios de Materiais – [email protected] 2

Quando n ~ 3 o mecanismo dominante é o de deslizamento de discordâncias controlado poratrito viscoso na rede cristalina. E o processo principal de deformação em altas temperaturas queocorre no caso de fluência de ligas com adição de elementos em solução sólida.

Quando n ~ 5 o mecanismo dominante é o de deslizamento de discordâncias controlado porescalagem . É o que mecanismo principal no caso de fluência de metais puros e certos tipos deligas com elementos de liga em solução sólida.

Quando n > 5 os mecanismos podem ser bem complexos, indicando fenômenos de interaçãode discordâncias com precipitados ou fases dispersas, formação de emaranhados dediscordâncias ou substruturas de discordâncias, enfim desenvolvimento de fatoresmicroestruturais mais complexos que provocam o aparecimento de uma tensão interna nomaterial.

A energia de ativação aparente assume valores próximos da energia de ativação para auto-

difusão nos metais, principalmente quando se trata de fluência em metais puros, ou ligas comsolução sólida simples. O valor da energia de ativação depende se a difusão se dá através darede cristalina ou do contorno de grão. Quando a difusão se dá pelos contornos de grão, osvalores são cerca de metade dos valores através da rede cristalina. No caso de fluência de ligas metálicas complexas, que é o caso das ligas utilizadas tecnicamenteem situações de engenharia, os valores de energia de ativação aparente de fluência podem ser bem maiores que os de auto-difusão do metal base da liga, chegando a atingir valores da ordemde 2 a 3 vezes maior. Esse fato se deve em grande parte ao acúmulo de energia interna queessas ligas apresentam durante o processo de fluência, que faz com que os valores de Qf e nassumam valores aparentes bem altos, quando se analisa os dados apenas em termos do valor datensão aplicada (σ appl ) . Quando se conhece o nível de tensão interna ( σi ) e são utilizados na

análise dos dados os valores efetivos de tensão ( σef ) que realmente provoca o movimento dasdiscordâncias σef = σ appl – σi , os valores de n e Qf assumem valores mais próximos dos previstos nos modelos físicos do fenômeno de fluência para metais e ligas simples.

5.Análise de dados de fluência

Com os dados de σ, T, εo, έs, tr , e εr podem ser preparados vários tipos de gráficosque possibilitarão um entendimento do comportamento de fluência do material.Os 4 principais gráficos são os seguintes:

a) Gráfico Log ( Tensão ) x Log (Tempo de Ruptura) :

L O G ( T e n s ã o )

LOG ( Tempo de Ruptura

T1

T2 T3 > T2 > T1

T3




b) Gráfico Log ( Taxa Mínima ) x Log (Tensão) :

----------------------------------------------------------------------------------------------------c) Gráfico LN ( Taxa Mínima ) x Inverso da Temperatura Absoluta :

----------------------------------------------------------------------------------------------------d) Gráfico Log ( Taxa Mínima ) x Log (Tempo de Ruptura) :

L N ( T a x a M í n i m a )

σ 3

σ2 σ3 > σ2 > σ1 σ1

Qf 1

Qf 2

Qf 3

T 3

T2 T3 > T2 > T1

T1

LOG ( Tensão, MPa )

L O G ( T a x a M í n i m a , s - 1 )

n 1

n 2

n 3

Inverso da Temperatura ( K-1)

L O G ( T a x a M í n i m a )

Relação de Monkman-Grant:

έ s . t r m = K

LOG ( Tempo de Ruptura )

Relação de Norton :

έs = A n

Relação de Arrhenius:

έ s = B . exp ( -Qf /RT )

T1 , T2, T3

T3 > T2 > T1




6. Métodos de parametrização de resultados:

Métodos baseados no aspecto dos dados de isotenção no plano

Larson – Miller, Sherby-Dorn, Orr-Sherby-Dorn

Métodos baseados no aspecto dos dados de isotenção no plano

Manson-Haferd, Manson-Succop, White-LeMay

a) Método de Larson-Miller:

L O G ( t e m p o d e r u p t u r a )

1 / T

σ1

σ2

σ3 σ4 > σ3 > σ2 > σ1

σ4

Parâmetro de Larson-Miller:

PLM = T . ( C + Log t r )

Log(tr) x 1/T

Log (tr) x T

C = 20 - 20

Parâmetro de Larson-Miller

L O G

T e n s ã o T1, T2, T3



T1

T2

T3T3 > T2 > T1

Nota-se imediatamente que a curva paramétrica apresenta muito mais recursos para a interpolação e

extrapolação de dados do que as curvas Log( ) x Log(tr) levantadas para cada nível de temperatura.

O uso do parâmetro PLM no lugar de Log (tr) faz com que as curvas de Log( ) versus Log (tr) queficam separadas uma da outra, colapsem em uma mesma curva de referência, como mostrado na

figura abaixo:




b) Método de Manson-Haferd :

L O G ( t e m p o d e r u p t u

r a )

T

σ1

σ2

σ3 σ4 > σ3 > σ2 > σ1

σ4

Parâmetro de Manson-Haferd:

PMH = TaT

Logta Logtr

−

−


Parâmetro de Manson-Haferd

L O G

T e n s ã o T1, T2, T3


T1

T2

T3T3 > T2 > T1

O uso do parâmetro PMH no lugar de Log (tr) faz com que as curvas de Log(

) versus Log (tr) queficam separadas uma da outra, também colapsem em uma mesma curva de referência, como

mostrado na figura abaixo:

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