Durante a moagem de alta energia, as partículas de pó são repetidamente deformadas produzindo fraturas, soldagem a frio e ressoldagem das partículas. Sempre que as bolas de aço colidem, alguma quantidade de pó fica presa entre eles. A força do impacto deforma plasticamente as partículas de pó que promovem o endurecimento e surgimento de fratura. As novas superfícies criadas permitem que as partículas se soldem e isso leva a um aumento no tamanho das partículas. Uma vez que nos estágios iniciais da moagem, as partículas são macias (se estamos usando combinações dúctil-dúctil ou dúctil-frágil), a tendência de formar partículas grandes decorrentes da soldagem é alta. Do que precede, fica claro que, durante o MA, a deformação pesada é introduzida nas partículas. Isso se manifesta pela presença de uma variedade de defeitos na estrutura cristalina, como distorções, vacância, defeitos de empilhamento e aumento entre os contornos de grãos.
realizar MAE de três combinações diferentes dos componentes de pós metálicos ou ligas: dúctil – dúctil , dúctil – frágil e frágil – frágil (SURYANARAYANA; AL-AQEELI, 2012).
2.9.1 Componentes dúctil – dúctil
Esta é considerada a combinação ideal de materiais para MAE. Benjamin sugeriu que era necessário ter pelo menos 15% de um componente dúctil para alcançar a liga. Os melhores resultados são obtidos devido à ação repetida de soldagem a frio e fratura das partículas de pó, a soldagem a frio não pode ocorrer se as partículas não são dúcteis.
O mecanismo de formação de liga em um sistema envolvendo dois componentes dúcteis diferentes foi descrito primeiramente por Benjamin e Volin. No estágio inicial da MAE, os componentes dúcteis se deformam em formas de chapas por meio de micro- forjamento. Uma pequena quantidade de pó também é soldada nas superfícies das esferas. Este revestimento do pó é vantajoso, uma vez que evita o desgaste excessivo do meio de moagem e consequentemente diminuição da contaminação do pó pelo meio, porém, a espessura dessa camada de revestimento deve ser reduzida ao mínimo para evitar a formação de um produto heterogêneo. No próximo estágio, essas partículas achatadas ficam soldadas a frio e formam uma estrutura laminar composta dos metais constituintes. Um aumento no tamanho das partículas também é observado nesta fase.
Com o aumento do tempo de MAE, as partículas de pó compostas ficam en- durecidas e consequentemente aumentam à fragilidade, assim, as partículas ficam fragmentadas resultando em partículas com dimensões similares. Prosseguindo a moagem, as lamelas elementares da camada soldada e os pós grosseiros e finos se aglomeram, isto é devido à soldagem aleatória que ocorre entre elas. A partir desse momento, começa a ocorrer à formação de ligas devido à combinação de reduzidas distâncias de difusão (espaçamento interlamelar). A dureza e o tamanho das partículas tendem a atingir um valor de saturação nesta fase.
Uma indicação da conclusão do processo da MAE e da obtenção de uma estrutura homogênea no pó é a facilidade com que o pó pode ser removido do meio de moagem. Mesmo que o refinamento da estrutura seja um processo estatístico, uma vez que existe uma grande influência das variáveis do processo, especialmente nos estágios iniciais da MAE, a taxa de refinamento da partícula depende da energia mecânica inicial do processo e da taxa de endurecimento do material a ser processado (SURYANARAYANA, 2001).
2.9.2 Componente dúctil – frágil
As ligas tradicionais reforçadas por dispersão de óxido caem nesta categoria porque as partículas de óxido frágeis são dispersas em uma matriz dúctil. Nos estágios iniciais de moagem, as partículas de pó de metal dúctil ficam achatadas pelas colisões de bola-pó-bola, enquanto o óxido frágil ou as partículas intermetálicas são fragmen- tadas. Essas partículas fragmentadas frágeis tendem a se tornar ocluídas e presas pelos constituintes dúcteis. Com a moagem adicional, as partículas de pó dúctil ficam endurecidas, as lamelas ficam refinadas e achatadas.
A composição das partículas individuais converge para a composição global da mistura de pó de partida. Com a continuação da moagem, as lamelas ficam mais refinadas, o espaçamento interlamelar diminui e as partículas frágeis se dispersam uniformemente. Por outro lado, se a fase frágil é solúvel, ocorre o ligamento entre os componentes dúctil e frágeis e a homogeneidade química é obtida. Se ocorre a união ou não em um sistema dúctil - frágil também depende da solubilidade sólida do componente frágil na matriz dúctil. Se um componente tiver uma solubilidade sólida negligenciável, é improvável que ocorra a união entre eles. Assim, a união dos componentes dúcteis - frágeis durante MAE requer não apenas a fragmentação de partículas frágeis para facilitar a difusão, mas também uma solubilidade sólida razoável no componente da matriz dúctil (SURYANARAYANA; AL-AQEELI, 2012).
2.9.3 Componente frágil – frágil
Do ponto de vista intuitivo, parece que é improvável que a ligação ocorra em um sistema que consiste em dois ou mais componentes frágeis. Isso ocorre porque a ausência de um componente dúctil evita a ocorrência de soldagem e, na sua ausência, não se espera que a ligação ocorra. A moagem de misturas frágeis intermetálicas também produziu fases amorfas. Durante o processo de moagem de sistemas frágil- frágil, observou-se que o componente mais duro (mais frágil) fica fragmentado e é incorporado no componente mais dúctil (menos quebradiço).
Os possíveis mecanismos que podem contribuir para que ocorra a ligação durante a moagem de componentes frágeis podem incluir deformação plástica, o que é possível através do aumento da temperatura local, microdeformação em regiões livres de defeito, deformação superficial e / ou estado de estresse hidrostático nos pós durante a moagem (SURYANARAYANA; AL-AQEELI, 2012).