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PEM5108 - Encruamento, Recuperação, Recristalização e Crescimento de Grão

Docente Responsável

Prof. Dr. Hugo Ricardo Zschommler Sandim

Carga Horária

Teórica Prática Estudos Duração Total Créditos
4 h/sem 0 h/sem 8 h/sem 15 semanas 180 horas 12
Ver no Janus

Área de concentração

97134 - Materiais Convencionais e Avançados

Objetivos

A disciplina objetiva propiciar ao aluno uma visão abrangente dos fenômenos que ocorrem durante o recozimento de metais e ligas encruadas. Partindo do entendimento do chamado estado encruado, o aluno poderá entender as transformações microestruturais importantes (reações no estado sólido) que ocorrem durante o recozimento. Fenômenos que ocorrem durante a recuperação da microestrutura como a poligonização, a formação de subgrãos e o crescimento de subgrãos são apresentados e discutidos, bem como a relação entre a recuperação e a recristalização. A nucleação da recristalização, as chamadas Leis da Recristalização (Johnson-Mehl), o efeito da energia de defeito de empilhamento no encruamento e na recristalização, o modelo JMAK para descrever a cinética de recristalização e as técnicas para a caracterização da recristalização são apresentados de modo didático e com o maior número de exemplos práticos possível (micrografias). No caso de amostras recozidas em temperaturas mais elevadas, fenômenos como crescimento normal e anormal de grãos podem ocorrer. Os potenciais termodinâmicos para a ocorrência destas reações no estado sólido, bem como os potenciais retardadores são apresentados. Atividades experimentais podem ser planejadas durante o curso visando fixar os conhecimentos teóricos. A técnica de difração de elétrons retroespalhados (EBSD) será apresentada enfatizando sua importância atual nos estudos sobre recristalização e crescimento de grão.

Justificativa

A importância industrial e tecnológica dos fenômenos abordados nesta disciplina é evidente. Encruamento, recuperação, recristalização e crescimento de grão ocorrem comumente na maioria dos processos industriais correntes. O entendimento dos mecanismos que controlam estes fenômenos (reações no estado sólido) é essencial aos profissionais da área de Engenharia de Materiais, em especial aqueles ligados ao segmento de materiais metálicos. As atividades práticas programadas ao longo do curso ajudam a consolidar os conceitos apresentados nas aulas expositivas. O curso é ricamente ilustrado e propicia ao aluno entender como as mudanças microestruturais que ocorrem durante o recozimento afetam as características dos materiais metálicos (propriedades mecânicas e textura cristalográfica).

Conteúdo

  1. Introdução: Histórico; Processamento termomecânico de metais e ligas (deformação a frio e a quente)
  2. O estado encruado: Evolução microestrutural na deformação plástica; Estágios do encruamento; Fatores que influenciam o encruamento; Energia armazenada durante a deformação plástica; Texturas de deformação.
  3. Estrutura e energia dos contornos: Contornos de baixo ângulo; Contornos de alto ângulo; Mobilidade dos contornos.
  4. Recuperação: Definição; Determinação experimental da extensão da recuperação; Aniquilação de defeitos microestruturais (lacunas e discordâncias); Rearranjo de discordâncias (poligonização e formação de subgrãos); Recuperação dinâmica; Extended recovery Influência de solutos e de partículas de segunda fase na recuperação.
  5. Recristalização: Definição Fatores que afetam a recristalização; Cinética da recristalização; “Nucleação” da recristalização; Texturas de recristalização. Técnicas experimentais para estudar a recristalização.
  6. Crescimento de grão: Definição; Teorias e modelos para explicar o crescimento de grão; Cinética de crescimento de grão; Influência da orientação e da textura no crescimento de grão; Influência de partículas no crescimento de grão; Crescimento anormal de grão (recristalização secundária).
  7. Difração de elétrons retroespalhados.

Forma de Avaliação

Duas provas escritas com notas de 0 a 10. A média aritmética será calculada e definida como nota final do aluno. Duas provas escritas com notas de 0 a 10. A mé

Referências bibliográficas

  1. HUMPHREYS, F.J., HATHERLY, M., Recrystallization and Related Annealing Phenomena. Pergamon, 2004.
  2. HAESSNER, F. (ed.). Recrystallization of Metallic Materials. Dr. Riederer Verlag GmbH, Stuttgart, 1978.
  3. DOHERTY, R. D. et al., Current Issues in Recrystallization: A Review, Mat. Science Engineering, v. A238, n. 7, p. 219, 1997.
  4. MUGHRABI, H. (Ed.) Plastic Deformation and Fracture of Materials: Materials Science Technology, vol. 6, VCH, 1993.
  5. PADILHA, A.F., SICILIANO, Jr., F., Encruamento, Recristalização, Crescimento de Grão e Textura. São Paulo: ABM, 1996.
  6. Plastic Deformation Structures. In: ASM Handbook. Materials Park, Ohio: ASM International, 1990, v.9, p. 684-691.
  7. NES, E. Recovery Revisited, Acta metallurgical, Materials. V. 43, p. 2189, 1995.
  8. BLUM, W. and McQUEEN, H. J., Dynamics of Recovery and Recrystallization, Materials Science. Forum v. 217-222, p. 31, 1996.