DEFORMAÇÃO ECAP EM MATRIZ COM ÂNGULO DE 90°

5.2.1. Parâmetros de deformação

O processo de deformação por ECAP foi realizado em uma matriz com ângulo Φ = 90° e ângulo de curvatura Ψ = 0°. Os corpos de prova de nióbio foram deformados com 1, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, e os valores de deformação cisalhante (γ) e deformação verdadeira (ε) são apresentados na Tabela 3.

As deformações foram calculadas com as equações (4) e (12). A deformação cisalhante (γ) e deformação verdadeira (ε), apresentaram maiores valores para ângulos de 90°, justificando a maior severidade da deformação para matriz com esse ângulo.

Tabela 3. Parâmetros da deformação ECAP em matriz de 90°. Número de Passes Deformação Cisalhante

(γ) Deformação Verdadeira (ε) 1 2 1,15 2 4 2,31 4 8 4,62 6 12 6,93 8 16 9,24 10 20 11,55 12 24 13,86 14 28 16,17 5.2.2. Processo de deformação

No primeiro passe foram identificadas bandas de cisalhamento grosseiras e zonas mortas em alguns pontos da amostra, observados na Figura 27. Quando comparada com a microestrutura da matriz de 120º no primeiro passe, foi observado em comum a existência de bandas grosseiras nas duas matrizes, entretanto, a microestrutura da matriz de 90º apresentou maior região deformada.

(a) (b)

Para o segundo passe, a textura de deformação foi acentuada entre os contornos, observada através dos cristalitos com textura de granulação fina, como mostra a Figura 28. Comparadas ao primeiro passe as bandas de cisalhamento se tornam menos visíveis na região mapeada, como mostra a Figura 28.

A maior severidade da deformação na matriz de 90° em relação à matriz de 120º é verificada quando são comparadas as microestruturas obtidas no segundo passe em ambas as matrizes. Na matriz de 90º, Figura 28, foi verificada maior refinamento do que na matriz de 120º, Figura 19. No segundo passe da matriz de 90º foi verificada comportamento microestrutural semelhante ao do quarto passe da matriz de 120°.

As bandas do primeiro passe se propagaram em novas faixas, se alargaram e deram origem a uma densa rede de bandas de cisalhamento, esse resultado está de acordo com os trabalhos de SILVA, (2017), SORDI et al. (2012), SURESH et al. (2012), que identificaram essa formação de estruturas bandeadas no primeiro e segundo passes. Esses mesmos autores confirmaram em seus respectivos estudos que o aumento do número de passes elevou o nível da deformação e formou microestruturas específicas e associadas a cada um dos passes.

(a) (b)

Figura 28. Micrografia da amostra deformada com 2 passes.Matriz de 90°.

Com 4 passes, Figura 29, as bandas de cisalhamento foram mais refinadas do que as bandas com 1 e 2 passes, Figuras 27 e 28. O aumento do refino com o acréscimo do número de passes foi observado nas matrizes de 90° e 120°, entretanto ocorreu maior refino microestrutural no quarto passe em matriz de 90º quando comparado ao mesmo número de passes em matriz de 120º, análogo ao resultado segundo passe.

Na amostra deformada com 4 passes, a microestrutura apresentou maior quantidade de bandas de cisalhamento e textura de deformação mais acentuada que nos passes anteriores. Os cristalitos entre as bandas são mais visíveis, o refinamento microestrutural é observado com mais severidade, dessa forma há maior acúmulo de energia de deformação do que no processo com ângulo de 120°. Esse resultado foi análogo ao observado por SANDIM e colaboradores (2007) que perceberam que após quatro passagens, as bandas de cisalhamento se cruzam ao longo da amostra dando origem ao desenvolvimento de cristalitos de grão fino em suas interseções.

(a) (b)

Figura 29. Micrografia da amostra deformada com 4 passes.Matriz de 90°.

Para o sexto passe, foi observada uma estrutura homogênea e uniforme na região mapeada, ausência de bandas de cisalhamento grosseiras, textura de deformação acentuada por toda a superfície da amostra, morfologia desordenada, com boa parte dos grãos equiaxiais ao plano de extrusão, como mostra a Figura 30. Esse comportamento foi obtido na matriz com ângulo de 120° no oitavo passe, confirmando a maior severidade da deformação na matriz com ângulo de 90° que produziu refinamentos acentuados em menor número de passes.

Para 6 passes ocorreu grande refino em relação a 4 passes. Em toda a amostra não foram observadas a presença de zonas mortas, indicando o início da do estágio estacionário de refino.

O sexto passe indica o início de estado estacionário na matriz de 90º, comportamento que foi obtido no oitavo passe na matriz de 120º, confirmando mais uma vez a maior capacidade de deformação da matriz de 90º.

Como mostram as Figuras 30 e 31, para o sexto e oitavo passes as texturas parecem ter algumas similaridades. Entretanto uma mudança gradual é observada, com o aumento do número de passes, o teor de cristalitos presentes na microestrutura aumentou, resultados são análogos ao observado nos trabalhos de BERNARDI e colaboradores (2009).

O comportamento da microestrutura no oitavo passe foi caracterizado por elevado refino microestrutural, confirmando o início do estado estacionário verificado no sexto passe.

Nas micrografias de 8 passes, Figura 31, foi verificada a saturação de refino do grão em função da deformação obtida no 6° passe, onde se atingiu ápice do estado estacionário, confirmando a hipótese de MATHAUDHU e colaboradores (2005), onde o oitavo passe apenas contribuiu para uma microestrutura característica de grão direcionados ao sentido da deformação.

Nesse contexto é possível correlacionar os refinos com 6 e 8 passes através das regiões analisadas, onde o aumento do número de passes contribuiu para a quebra das estruturas bandeadas e a intensidade da deformação propiciada pelo aumento da deformação cisalhante favoreceu a ausência de zonas mortas, que não foram mais observadas, nos respectivos passes, essas características que confirmaram o estágio de saturação de refino a partir do sexto passe, atingindo seu auge nas amostras de oitavo passe.

(a) _(b)

(a) _(b)

Figura 31. Micrografia da amostra deformada com 8 passes. Matriz de 90°.

No grupo de passes de 10 e 12 passes (Figura 32 e Figura 33) apenas cristalitos no sentido da deformação foram identificados, sendo mais visível no décimo quarto passe como mostra a Figura 34. Em todas as regiões foram observados cristalitos bem finos. Isso se deve através da fragmentação da estrutura e da interação entre as bandas de cisalhamento com o aumento da deformação aplicada, isto é, através do incremento do número de passes (GOLOBORODKO et al., 2003).

Para 14 passes com ângulo de 90° os cristalitos foram predominantemente direcionados no sentido de extrusão, esse resultado não foi possível na matriz de 120º, haja vista que 14 passes para essa matriz não foi suficiente para produzir os mesmos efeitos de direção de cristalitos, dessa forma um número maior de passes deve ser realizado para se obter as mesmas características na matriz com ângulo de 120°.

(a) (b)

(a) (b)

Figura 33. Micrografia da amostra deformada com 12 passes.Matriz de 90°.

(a) (b)

Figura 34. Micrografia da amostra deformada com 14 passes.Matriz de 90°.

O processamento nas duas matrizes de deformação ECAP mostrou que a matriz de 90º foi caracterizada por maior refinamento em relação à matriz de 120º. Esse comportamento está coerente pois a matriz de 90° é caracterizada pela maior capacidade de deformação e consequentemente produz maior refino microestrutural.