Caracterização e cinética de recristalização da liga de alumínio 6063 após tratamentos...

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SPÓSITO

Disse rta ç ã o a pre se nta da c o mo pa rte do s re q uisito s pa ra o b te nç ã o do Gra u de Me stre e m Ciê nc ia s na Áre a de Te c no lo g ia Nuc le a r – Ma te ria is.

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ARACTERIZAÇÃO E CINÉTICA DE RECRISTALIZAÇÃO DA LIGA DE ALUMÍNIO

6063

APÓS TRATAMENTOS TERMOMECÂNICOS

Iara Maria Espósito

R

ESUMO

A lig a de a lumínio 6063 po ssui um g ra nde inte re sse industria l, a pre se nta ndo c a ra c te rístic a s q ue justific a m o se u uso ma is fre q üe nte q ua ndo c o mpa ra da s à s de ma is lig a s de a lumínio : a c a pa c ida de de e ndure c ime nto po r pre c ipita ç ã o (po is sã o te rmic a me nte tra tá ve is) a lia da à fa c ilida de de se re m e xtruda da s. Esta s lig a s a pre se nta m e le va da duc tilida de , q ue pe rmite o se u uso e m o pe ra ç õ e s q ue a c a rre ta m e le va do s g ra us de de fo rma ç ã o , c o mo a e xtrusã o . Po r e sse mo tivo , a s lig a s Al-Mg -Si a pre se nta m a ma io r pa rte do vo lume de lig a s e xtruda da s.

Te ndo e m vista a fre q üe nte utiliza ç ã o da lig a de a lumínio 6063, e ste tra b a lho e studa a c a ra c te riza ç ã o e a re c rista liza ç ã o da lig a a pó s a de fo rma ç ã o plá stic a e m dife re nte s g ra us de re duç ã o e m á re a 20%, 50%, 70% e 90%, c o m tra ta me nto s té rmic o s de 396ºC, 462ºC e 528ºC e c o m te mpo s de re c o zime nto e m 1minuto , 10 minuto s e 100 minuto s – Tra ta me nto s Te rmo me c â nic o s.

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HARACTERIZATION

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LUMINUM

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REATMENT

Iara Maria Espósito

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BSTRACT

The a luminum 6063 a llo y po sse sse s a g re a t industria l inte re st, pre se nting c ha ra c te ristic s tha t justify its fre q ue nt use , whe n c o mpa re d to the o the r a luminum a llo ys: the pre c ipita tio n ha rde ning a nd hig h c o ld wo rk c a pa c ity. The se a llo ys pre se nt hig h duc tility, tha t a llo ws the ir use in o pe ra tio ns with hig h de fo rma tio n de g re e s, a s the c o ld wo rk.

The o b je c tive o f this wo rk is to sho w c o mpa ra tive a na lysis o f the ha rdne ss Vic ke rs o f the c o mme rc ia l a luminum 6063 a llo y, a fte r c o ld wo rk with diffe re nt a re a re duc tio n de g re e a nd the rma l tre a tme nt.

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SUMÁ RIO

Pá g ina

1.INTRO DUÇ Ã O... 8

2.OBJETIVO... 10

REVISÃ O DA LITERA TURA 3. – O Alumínio ... 11

3.1. – Lig a d e Alumínio - Sé rie 6XXX – Al-Mg -Si ... 13

4.PRO C ESSO S TERMO MEC Â NIC O S... 15

4.1 – O Esta d o Enc rua d o ... 16

4.2 – Mic ro e strutura e De fo rma ç ã o Plá stic a ... 17

4.2.1 – De fo rma ç ã o He te ro g ê ne a na Mic ro e strutura ... 20

4.3 – O Tra ta me nto Té rmic o ... 20

4.4 – Re c up e ra ç ã o ... 21

OS ESTÁ G IO S DA REC UPERA Ç Ã O 4.4.1 – Aniq uila ç ã o d a s d isc o rd â nc ia s... 22

4.4.2 – Co nfig ura ç õ e s e stá ve is d e d isc o rd â nc ia s ... 22

4.4.3 – Cre sc ime nto d e sub g rã o s ... 24

4.5 – Re c rista liza ç ã o ... 24

4.5.1 – Nuc le a ç ã o e Re c rista liza ç ã o ... 27

4.5.2 – Ciné tic a d e Re c rista liza ç ã o ... 29

4.5.3 – Re c rista liza ç ã o d e lig a s na p re se nç a d e se g und a s fa se s... 29

4.5.4 – Re c rista liza ç ã o Se c und á ria e Cre sc ime nto d e Grã o ... 30

5.TÉC NIC A S UTILIZA DA S NO ESTUDO DA REC RISTA LIZA Ç Ã O 5.1 - Mic ro sc o p ia Óp tic a ... 32

5.2 - Mic ro sc o p ia Ele trô nic a ... 33

5.2.1 - Mic ro sc o p ia Ele trô nic a d e Tra nsmissã o ... 34

5.3 – Ensa io d e Dure za ... 35

6.- PRO C EDIMENTO EXPERIMENTA L / METO DO LO G IA 6.1 - Fluxo g ra ma ... 38

6.2 – Aná lise q uímic a d a s a mo stra s d a lig a d e a lumínio 6063 ... 39

6.3 – Pre p a ra ç ã o - De fo rma ç ã o d a s a mo stra s p o r la mina ç ã o a frio ... 39

6.4 - Tra ta me nto s Té rmic o s... 39

6.5 - Pre p a ra ç ã o d e Amo stra s p a ra Mic ro sc o p ia Óp tic a ... 40

6.6 – Ensa io Mic ro d ure za Vic ke rs a p ó s tra ta me nto te rmo me c â nic o ... 41

6.7 - Me d id a d e Ta ma nho Mé d io d e Grã o ... 41

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7.2 – De fo rma ç ã o Plá stic a - La mina ç ã o ... 43

7.3 - Mic ro sc o p ia Óp tic a ... 44

7.3.1 – Lig a d e a lumínio 6063 - 20% d e re d uç ã o e m á re a ... 45

7.3.2 - Lig a d e a lumínio 6063 - 50% d e re d uç ã o e m á re a ... 49

7.4 – Mic ro sc o p ia e le trô nic a d e Tra nsmissã o ... 61

7.5 – Ta ma nho Mé d io d e Grã o ... 64

7.6 – Ensa io d e Dure za ... 66

8.- CO NC LUSÕ ES... 69

(10)

1.- INTRO DUÇÃO

Na última d é c a d a , ma te ria is le ve s tê m sid o a mp la me nte

e stud a d o s e utiliza d o s e m c o mp o ne nte s d e p e ç a s e e sta mp o na s

ind ústria s: a uto mo b ilístic a , na va l, a e ro e sp a c ia l, a lé m d e uma infinid a d e d e

a p lic a ç õ e s a rq uite tô nic a s c o mo , p o r e xe mp lo , p o rta s, ja ne la s, e sq ua d ria s,

e ntre o utra s. Sua a p lic a ç ã o p o ssib ilita : re d uzir a ma ssa , a ume nta r a

c a p a c id a d e d e c a rg a e , q ua nd o há p o ssib ilid a d e , me lho ra r a s

p ro p rie d a d e s me c â nic a s.

O s p rinc ip a is c rité rio s p a ra se le ç ã o d e sse s ma te ria is q ua nto à s

a p lic a ç õ e s e strutura is sã o : re sistê nc ia me c â nic a e sp e c ífic a (re la ç ã o

re sistê nc ia -p e so ) e a rig id e z e sp e c ífic a , q ue d ife re e m muito e ntre o s vá rio s

ma te ria is d e lig a le ve [1]_.

De ntre e sse s ma te ria is, a s lig a s d e a lumínio tê m d e sta q ue

e sp e c ia l, d e vid o nã o so me nte à le ve za d o ma te ria l, ma s ta mb é m a c e rta s

p ro p rie d a d e s me c â nic a s e a sua re c ic la b ilid a d e [1,2]_.

Princ ip a is a p lic a ç õ e s d o a lumínio :

• Indústria de tra nspo rte : a uto mó ve is, c a minhõ e s, ô nib us, a uto p e ç a s d e va g õ e s, tra ile rs, ra d ia d o re s, ro d a s, c a rro c e ria s e

imp le me nto s a g ríc o la s.

• Indústria de e le tric ida de : c a b o s c o nd uto re s, b a rra me nto s, e le tro d uto s, c a p a c ito re s, lâ mp a d a s e luminá ria s.

• Má quina s e e quipa me nto s: Pe ç a s fund id a s p a ra má q uina s ind ustria is d e mine ra ç ã o e d e a g ric ultura , c o mp o ne nte s, ta is

c o mo , c ha p a s, tub o s, p e rfis, c ha p a s lito g rá fic a s e p e ç a s

usina d a s.

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ta mp a s, c á p sula s, la ta s, b a nd e ja s, re c ip ie nte s té rmic o s e

p a p e l a lumínio .

• Be ns de c o nsumo : e le tro d o mé stic o s, e le tro e le trô nic o s, ute nsílio s d o mé stic o s, má q uina s d e e sc ritó rio , mó ve is, b a rc o s,

b rinq ue d o s e a rtig o s e sp o rtivo s.

• C o nstruç ã o c ivil: e strutura s, p o rta s, fa c ha d a s, b o x d e b a nhe iro , fo rro s, d ivisó ria s, p e rsia na s, te lha s, to ld o s, c a lha s,

re ve stime nto s inte rno s, re ve stime nto s e xte rno s, re ve stime nto s

d e fa c ha d a s e silo s.

• Dive rso s: Tub o s p a ra irrig a ç ã o , e xp lo sivo s, c o mb ustíve l p a ra fo g ue te s, e sc ultura s, tinta s me tá lic a s, d e so xid a nte na ind ústria

sid e rúrg ic a e re d uto r na fa b ric a ç ã o d e fe rro -lig a s, e tc .

O a lumínio a p re se nta e strutura c úb ic a d e fa c e c e ntra d a (c .f.c .),

p a râ me tro d e re d e a≈0,4041nm, b a ixa d e nsid a d e , a lto s va lo re s d e

c o nd utivid a d e té rmic a e e lé tric a , d uc tib ilid a d e e re sistê nc ia à c o rro sã o .

As imp ure za s c o muns e nc o ntra d a s no a lumínio sã o : Fe , Si, Ti, C u e

Zn e e ste s, e m g e ra l, p io ra m a s p ro p rie d a d e s físic a s p re via me nte c ita d a s.

C o ntud o , a inc lusã o d e c e rta s c o nc e ntra ç õ e s d e imp ure za s e tra ta me nto s

me c â nic o s (d e fo rma ç ã o p lá stic a , p o r e xe mp lo ) p o d e me lho ra r a

re sistê nc ia me c â nic a e a d ure za d o a lumínio e d e sua s lig a s [1,3]_.

De ntre a s lig a s d e a lumínio c o me rc ia is d e sta c a m-se a s d a sé rie

6XXX, d e vid o a sua fa c ilid a d e d e se r tra b a lha d a , q ua nd o c o mp a ra d a ,

c o m a s d e ma is lig a s te rmic a me nte tra tá ve is (Al-Zn-Mg e Al-C u), se nd o a s

lig a s Al-Mg -Si a s q ue a p re se nta m ma io r so ld a b ilid a d e e ma io r re sistê nc ia à

c o rro sã o c o mp a ra nd o -se a s a nte rio re s.

Da sé rie 6XXX, a q ue e stud a re mo s é a lig a 6063 q ue a p re se nta

d ua s c a ra c te rístic a s q ue justific a m o uso ma is fre q üe nte q ua nd o

c o mp a ra d a à s d e ma is lig a d e a lumínio : a c a p a c id a d e d e e nd ure c ime nto

p o r p re c ip ita ç ã o (é te rmic a me nte tra tá ve l) e tê m, ta mb é m, uma e le va d a

d uc tilid a d e , p e rmite o se u uso e m o p e ra ç õ e s q ue a c a rre te m e le va d o s

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2.- OBJETIVO

Este tra b a lho e stud a a re c up e ra ç ã o e re c rista liza ç ã o d a lig a d e

a lumínio c o me rc ia l 6063(Al-Mg -Si).

Se u o b je tivo é a a ná lise d o s a sp e c to s mic ro e strutura is re sulta nte s

d e p ro c e ssa me nto s me c â nic o s a frio (d e fo rma ç ã o p lá stic a ) e tra ta me nto s

té rmic o s p o ste rio re s q ue re sulte m na re c up e ra ç ã o e re c rista liza ç ã o d a

mic ro e strutura d a lig a d e a lumínio c o me rc ia l 6063.

O p ro c e sso d e re c up e ra ç ã o e re c rista liza ç ã o p o d e se r

a c o mp a nha d o p o r d ive rsa s té c nic a s a na lític a s, c o mo p o r e xe mp lo , a

mic ro sc o p ia ó p tic a , mic ro sc o p ia e le trô nic a d e tra nsmissã o , te ste s d e

mic ro d ure za , e ntre o utra s, e vid e nc ia nd o a re c rista liza ç ã o d a lig a d e

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REVISÃO DA LITERATURA

3- O ALUMÍNIO

O a lumínio é o me ta l ma is a b und a nte na c ro sta te rre stre d o

no sso p la ne ta . E, e mb o ra e xistind o e m g ra nd e s q ua ntid a d e s, o a lumínio só

p o d ia se r e nc o ntra d o e m se u e sta d o me tá lic o e m p e q ue na s q ua ntid a d e s

no iníc io d o sé c ulo XIX, p e rma ne c e nd o c o mo c urio sid a d e a té 1886,

q ua nd o e stud o s ind e p e nd e nte s d e He ro ult, na Fra nç a e d e Ha ll no s

Esta d o s Unid o s, re sulta ra m um mé to d o d e e xtra ç ã o e le tro lític a , q ue

p e rmitiu q ue a p ro d uç ã o d e a lumínio p ud e sse se to rna r viá ve l

e c o no mic a me nte .

De sd e e ntã o , a s e xc e le nte s p ro p rie d a d e s d e e ng e nha ria

a p re se nta d a s p e lo a lumínio e sua s lig a s, tê m sid o e xp lo ra d a s

c o me rc ia lme nte , e a e me rg ê nc ia d o a lumínio c o mo me ta l c o me rc ia l te m

sid o funç ã o d a d isp o nib ilid a d e d e g ra nd e s q ua ntid a d e s d e e ne rg ia

e lé tric a .[5]

O a lumínio é o b tid o a p a rtir d o miné rio b a uxita , q ue é

c o nstituíd o , usua lme nte , p o r 40 a 60% d e a lumina hid ra ta d a e imp ure za s

c o mo ó xid o s d e fe rro , sílic a e titâ nia .

A b a uxita é fo rma d a p e lo d e sg a ste d o te mp o d e ro c ha s q ue

c o nté m a lumínio , ta is c o mo g ra nito e b a sa lto , q ua nd o e xp o sta s a

c o nd iç õ e s d e c lima tro p ic a l. Sa b e -se q ue a s ma io re s re se rva s d o miné rio

sã o e nc o ntra d a s na Austrá lia , no Bra sil e na G uia na .

A p ro d uç ã o d e a lumínio a p a rtir d a b a uxita e nvo lve d o is

p ro c e sso s d istinto s, isto é , numa p rime ira e ta p a é p ro d uzid a a lumina , e na

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No rma lme nte , a p ro d uç ã o d e uma to ne la d a d e a lumínio re q ue r

q ua tro to ne la d a s d e b a uxita , q ue p ro d uz 1,9 to ne la d a s d e a lumina , a

p a rtir d a q ua l sã o p ro d uzid o s 1.000 kg d e a lumínio . O utro s ma te ria is sã o

ta mb é m c o nsumid o s e m q ua ntid a d e s sig nific a tiva s: 0,3 to ne la d a d e ó le o

c o mb ustíve l e 0,45 to ne la d a d e c a rb o no . O fa to r ma is c rític o no p ro c e sso ,

no e nta nto , é o c o nsumo d e e ne rg ia e lé tric a q ue e stá na fa ixa d e 14.000

kWh p o r to ne la d a d e a lumínio p ro d uzid o .[5]

O a lumínio é um me ta l q ue na sua fo rma p ura a p re se nta b a ixa

d e nsid a d e , e strutura c úb ic a d e fa c e c e ntra d a , c .f.c ., b o a re sistê nc ia à

c o rro sã o , c o nd utivid a d e té rmic a e e lé tric a , so ld a b ilid a d e e

c o nfo rma b ilid a d e , re sistê nc ia me c â nic a sig nific a tiva , e ntre o utra s

p ro p rie d a d e s (Ta b e la 1)[6]_{. Na fo rma d e sua s lig a s, e ssa s p ro p rie d a d e s se}

ma ntê m o u sã o a lte ra d a s e m funç ã o d a s ne c e ssid a d e s d e sua s

a p lic a ç õ e s.

Tabela 1. Alg uma s p ro p rie d a d e s d o Alumínio .

Propriedades Físicas Alumínio Unidades

De nsid a d e 2,71 g / c m3_{(20 °C )}

Te mp e ra tura d e Fusã o 660 °C

Mó d ulo d e Ela stic id a d e 69000 MPa C o e fic ie nte d e Exp a nsã o Line a r 23 x 10-6 _{L/ °C}

C o nd utib ilid a d e Té rmic a 0,56 c a l/ c m °C (25 °C ) C o nd utib ilid a d e Elé tric a 62 (IAC S)%

As no me nc la tura s d a s lig a s d e a lumínio p ro d uzid a s

c o me rc ia lme nte ind ic a m sua p ure za , mo d ific a ç õ e s d a lig a e o s p rinc ip a is

e le me nto s d e lig a q ue a s c o mp õ e , a ssim, o p rime iro d íg ito ind ic a o g rup o

d e lig a , e o s d o is último s id e ntific a m a lig a d e a lumínio o u ind ic a m a sua

p ure za . O se g und o d íg ito ind ic a a s mo d ific a ç õ e s d a lig a o rig ina l o u o s

limite s d a p ure za . Assim, te mo s a se g uinte no me nc la tura p a ra a s lig a s d e

a lumínio (Ta b e la 2)[7]_.

(15)

Tipo da liga

Série de 4 dígitos Principal elemento de liga

1XXX p ure za > 99,00% d e Al 2XXX C o b re

3XXX Ma ng a nê s 4XXX Silíc io 5XXX Ma g né sio

6XXX Ma g né sio e Silíc io

7XXX Zinc o

8XXX O utro s e le me nto s 9XXX Nã o Usa d o

Fo nte : IADS – Inte rna tio na l Allo y De sig na tio n Syste m

(Siste ma Inte rna c io na l d e De sig na ç ã o d e Lig a s)

3.1. –

L

IGA DE

A

LUMÍNIO

-

S

ÉRIE

6XXX

–

A

L

-M

G

-S

I[8]

Fo i intro d uzid a e m 1921 a lig a Al 6051, c o m 1%Si e 0,5%Mg ; fo i um

d o s p rime iro s c a so s d e suc e sso d e lig a s e nve lhe c íve is se m C u. O utra s

ve rsõ e s ma is a p e rfe iç o a d a s re sulta ra m, e m 1928, na lig a Al 6151 d e ma io r

re sistê nc ia me c â nic a e d uc tib ilid a d e . C o m 1%Mg e 0,6%Si, a lig a Al 6061,

se nd o utiliza d a p a ra fins e strutura is, sua c o mp o siç ã o a p re se nta a e xa ta

p ro p o rç ã o d e Mg e Si p a ra a fo rma ç ã o d e Mg2Si, e c o nté m, a ind a ,

0,25%C u e d e 0,05 a 0,35%C r.

O a no d e 1944 ma rc o u a intro d uç ã o d a lig a d e a lumínio 6063,

muito usa d a e m e xtrud a d o s. C o m 0,67%Mg e 0,4%Si, e m sua c o mp o siç ã o

b á sic a , e mb o ra se ja p o ssíve l se e nc o ntra r va ria nte s e sp e c ia is.

O utra s lig a s c o nte nd o te o re s d e lig a ma io re s fo ra m

d e se nvo lvid a s se q üe nc ia lme nte : 6066 e m 1954, 6070 e m 1962 e 6013

e m1983.

As lig a s 6009 e 6010 fo ra m intro d uzid a s e m 1976, sup rind o a

ne c e ssid a d e d e uma lig a c o nfo rmá ve l numa c o nd iç ã o e sp e c ífic a d e

tê mp e ra (no me nc la tura inte rna c io na l p a ra c o nd iç ã o d e tra ta me nto

te rmo me c â nic o e sp e c ífic o ), ma s q ue e nve lhe c e sse d ura nte a se c a g e m

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Na Ta b e la 3, te mo s a c o mp o siç ã o q uímic a , p a d rã o , d a a mo stra

d a lig a d e a lumínio 6063.

Ta be la 3 – C o mp o siç ã o q uímic a p a d rã o d a lig a d e a lumínio 6063 [10]

Ele me nto Si Mg Fe Cr Cu Zn Mn Ti O utro s

% 0,20 0,45 0,35 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,15

% (Má ximo ) 0,60 0,90 ma x ma x ma x ma x max max max

Fo nte : The Aluminum Asso c ia tio n.

Na s lig a s d e a lumínio d a sé rie 6XXX o ma g né sio e o silíc io

c o mb ina m-se p a ra fo rma r o c o mp o sto inte rme tá lic o Mg2Si q ue , a nte s d e

a ting ir o e q uilíb rio no sup e re nve lhe c ime nto , é o re sp o nsá ve l p e lo

e nd ure c ime nto d e ssa s lig a s. A so lub ilid a d e d o p re c ip ita d o Mg2Si na ma triz

ric a e m a lumínio a ume nta c o m a e le va ç ã o d a te mp e ra tura . O

tra ta me nto d e so lub iliza ç ã o e e nve lhe c ime nto a rtific ia l c o ntro la d o p e rmite

e sta p re c ip ita ç ã o , a p a rtir d e uma so luç ã o só lid a sup e rsa tura d a . Isso

fa vo re c e a fo rma ç ã o d e p re c ip ita d o s fino s e unifo rme me nte d istrib uíd o s,

q ue a c a rre ta m um a ume nto na d ure za d o ma te ria l [11]_.

O s a ume nto s d a d ure za c o m o te mp o e a te mp e ra tura d e

e nve lhe c ime nto e stã o re la c io na d o s c o m o c re sc ime nto d o s p re c ip ita d o s

Mg2Si. A q ue d a d e d ure za , q ue o c o rre p a ra tra ta me nto s té rmic o s a a lta s

te mp e ra tura s e / o u lo ng o s te mp o s d e e nve lhe c ime nto , e stá re la c io na d a ,

c o m o c re sc ime nto e xc e ssivo d e ste s p re c ip ita d o s, fa vo re c e nd o o

mo vime nto d a s d isc o rd â nc ia s q ua nd o d e uma so lic ita ç ã o me c â nic a , o

q ue p o ssib ilita o a mo le c ime nto d a lig a , e q ue c a ra c te riza o

sup e re nve lhe c ime nto .

A Ta b e la 4 é a p re se nta d o e m o rd e m d e p e rc e ntua l d e

c o nc e ntra ç ã o , o p rinc ip a l e le me nto d a lig a d e a lumínio 6063 e imp ure za s,

e se us p rinc ip a is e fe ito s..[12]_.

Ta be la 4 - Princ ip a is e le me nto s d e lig a e sua s imp ure za s.

Ele me nto Co nc e ntra ç ã o _{Efe ito}

MAG NÉSIO

No Al 17,4% Lig a C o me rc ia l

5,5%

(17)

d e Mg2Si, q ue é uma fa se e nd ure c e d o ra .

FERRO ≈ 0,04%

Imp ure za ma is c o mum no a lumínio . Ap re se nta -se na fo rma d e c o mp o sto s inte rme tá lic o s g ro sse iro s, e m c o mb ina ç ã o c o m o Al e o utro s e le me nto s.

SILÍCIO 0,01 a 0,15%

De p o is d o Fe , é a imp ure za ma is c o mum no Al c o me rc ia l. É ta mb é m o p rinc ip a l e le me nto d e lig a p a ra lig a s fund id a s; e m lig a s tra b a lhá ve is é usua lme nte e mp re g a d o junta me nte c o m o Mg , p ro d uzind o a s lig a s e nve lhe c íve is d a sé rie 6XXX.

MANG ANÊS 0,10%

Efe ito e nd ure c e d o r; C o ntro la a e strutura d e g rã o s, a lé m d e a ume nta r a re sistê nc ia me c â nic a . Dific ulta a re c up e ra ç ã o e inib e a re c rista liza ç ã o e o c re sc ime nto d e g rã o . Princ ip a l e le me nto d a sé rie 3XXX.

CO BRE 2 a 10%

Imp ure za na lig a d e Al-6063. Fa vo re c e o e nd ure c ime nto p o r p re c ip ita ç ã o d ura nte o e nve lhe c ime nto .

NÍQ UEL 0,04%

Aume nta a re sistê nc ia (e m te o re s d e a té 2%), p o ré m re d uz a d uc tilid a d e . É a d ic io na d o à s lig a s C u e Al-Si p a ra a ume nta r a d ure za e re sistê nc ia e m te mp e ra tura s e le va d a s e p a ra re d uzir o c o e fic ie nte d e e xp a nsã o té rmic a .

ZINC O 0,04%

A a d iç ã o d e o utro s e le me nto s (Mg e C u) junta me nte c o m o Zn p ro d uz lig a s d e Al d e ma is a lta re sistê nc ia me c â nic a . Ad iç õ e s e m q ua ntid a d e d iminuta d e C r, Zn o u Mg tê m e fe ito sig nific a tivo no a ume nto d a re sistê nc ia d e sta s lig a s, p e lo s se us e fe ito s so b re a e strutura d e g rã o s.

CRO MO 0,35% Imp ure za no Al d e p ure za c o me rc ia l, c o m g ra nd e influê nc ia so b re a re sistivid a d e e lé tric a .

TITÂNIO Até 100p p m

É usa d o p rinc ip a lme nte c o mo e le me nto re fina d o r d o s g rã o s e m p e ç a s fund id a s e e m ling o te s, utiliza nd o -se , ta mb é m, o Bo ro e m c o njunto c o m o Ti (na fo rma d e TiB2), p a ra e sta fina lid a d e .

4 -

P

ROCESSOS

T

ERMOMECÂNICOS

O p ro c e ssa me nto te rmo me c â nic o , isto é , a c o nfo rma ç ã o

(18)

a p lic a d o s c o ntro la d a me nte irã o d e finir a mic ro e strutura , e a s

p ro p rie d a d e s d o s me ta is e sua s lig a s.

De to d a a e ne rg ia e mp re g a d a d ura nte a d e fo rma ç ã o p lá stic a ,

a ma io r p a rte d e sta e ne rg ia é p e rd id a na fo rma d e c a lo r e p a rte fic a rá

re tid a na fo rma d e d e fe ito s, la c una s, d isc o rd â nc ia s e ma c la s,

p ro p o rc io na l a o a ume nto d a d e fo rma ç ã o a p lic a d a . Essa e ne rg ia re tid a

to rna o ma te ria l te rmo d ina mic a me nte instá ve l. Na e ta p a d e d e fo rma ç ã o

p lá stic a a frio , so me nte 2 a 10 % [13]_{d e to d a a e ne rg ia a p lic a d a é re tid a no}

c o rp o fic a nd o na fo rma d e d e fe ito s c rista lino s le va nd o , p rinc ip a lme nte a o

e nd ure c ime nto d o ma te ria l, e nc rua me nto , o u se ja , d iminuind o a

d uc tib ilid a d e e a ume nta nd o a te nsã o d e e sc o a me nto .

Me smo q ue te rmo d ina mic a me nte ha ja te nd ê nc ia d a e ne rg ia

re tid a se d issip a r, na p rá tic a , a re d uç ã o d a d e nsid a d e d o s d e fe ito s

g e ra d o s é muito le nta , se m tra ta me nto té rmic o . O s p ro c e sso s d e

tra ta me nto té rmic o (re c o zime nto ) sã o utiliza d o s p a ra a c e le ra r a

d issip a ç ã o d e ssa e ne rg ia p ro vo c a nd o a re c up e ra ç ã o , re c rista liza ç ã o e

c re sc ime nto d e g rã o s no ma te ria l.

A e ta p a d e re c up e ra ç ã o é fo rma d a p o r um c o njunto d e

fe nô me no s q ue d e te rmina rã o a d iminuiç ã o d a q ua ntid a d e d o s d e fe ito s

g e ra d o s d ura nte a d e fo rma ç ã o p lá stic a , p o ré m, se m a o c o rrê nc ia d a

mig ra ç ã o d e c o nto rno s d e a lto â ng ulo[14]_{. Ne sta e ta p a , p a rte d a s}

p ro p rie d a d e s o rig ina is é re sta ura d a .

Dife re nte me nte d a re c up e ra ç ã o , a re c rista liza ç ã o d e um me ta l

o u lig a d e fo rma d a e stá a sso c ia d a a uma sé rie d e fe nô me no s q ue

d e se nvo lve m uma no va e strutura e m funç ã o d a fo rma ç ã o e mig ra ç ã o d e

c o nto rno s d e a lto â ng ulo g e ra nd o no vo s g rã o s livre s d e d isc o rd â nc ia s. A

q ua ntid a d e d e e ne rg ia a rma ze na d a d ura nte a e ta p a d e d e fo rma ç ã o

p lá stic a é um p a râ me tro imp o rta nte p a ra a o c o rrê nc ia d o s me c a nismo s

(19)

C o m o té rmino d a re c rista liza ç ã o o c o rre a mig ra ç ã o d o s

c o nto rno s d e a lto â ng ulo , p o is a mic ro e strutura a ind a nã o e stá e stá ve l.

Essa sé rie d e fe nô me no s le va a o c re sc ime nto d e g rã o s c o m a d iminuiç ã o

d o núme ro d e g rã o s p o r unid a d e d e vo lume .

Me smo p o d e nd o se r a na lisa d o s e d e finid o s ind ivid ua lme nte ,

e sse s fe nô me no s o c o rre m, simulta ne a me nte o u q ua se , já q ue o s ma te ria is

a p re se nta m, e m g e ra l, uma sig nific a tiva he te ro g e ne id a d e mic ro e strutura l.

4.1 -

O

E

STADO

E

NCRUADO

O e sta d o e nc rua d o é re sulta d o d o p ro c e sso d e d e fo rma ç ã o

me c â nic a ta nto a q ue nte q ua nto a frio . O re sulta d o ma is no ta d o d e sse

p ro c e sso é o a ume nto d a d ure za d o ma te ria l[15]_.

O s fe nô me no s d e re c up e ra ç ã o e re c rista liza ç ã o sã o

d e te rmina d o s p e la q ua ntid a d e d e e ne rg ia a rma ze na d a d ura nte o s

p ro c e sso s d e d e fo rma ç ã o p lá stic a . De ssa fo rma , a c o nd iç ã o

mic ro e strutura l d o e sta d o e nc rua d o irá d e te rmina r o d e se nvo lvime nto , o

c re sc ime nto e a o rie nta ç ã o d o s núc le o s q ue o rig ina rã o o s g rã o d ura nte a

re c rista liza ç ã o . A mic ro e strutura d o me ta l d e fo rma d o se rá a fe ta d a e m

funç ã o d a p ure za d o ma te ria l, sua o rie nta ç ã o , te mp e ra tura , ta xa e g ra u

d a d e fo rma ç ã o .

O s ma te ria is nã o se c o mp o rta m d a me sma fo rma , e um d o s

fa to re s q ue d e te rmina m o c o mp o rta me nto d e d e fo rma ç ã o d a

mic ro e strutura d o me ta l é a Ene rg ia d e De fe ito d e Emp ilha me nto (EDE)[13]_.

Me ta is c o m b a ixa EDE te nd e m a fo rma r uma d istrib uiç ã o ma is

ho mo g ê ne a d a s d isc o rd â nc ia s (Fig ura 1), p o ré m, c o m me no r mo b ilid a d e ,

isto é , a s d isc o rd â nc ia s tê m ma is d ific uld a d e d e se a niq uila re m, p o is e stã o

muito a fa sta d a s e ntre si. O re sulta d o é a d ific uld a d e d e o c o rre r

fe nô me no s d o tip o e sc o rre g a me nto c ruza d o (c ro ss-slip ) e e sc a la g e m d e

(20)

d istrib uiç ã o d e d isc o rd â nc ia s c o m uma a sso c ia ç ã o muito g ra nd e e ntre

e la s (Fig ura 2). Essa a sso c ia ç ã o fa z c o m q ue a s d isc o rd â nc ia s te nha m

ma io r mo b ilid a d e fa c ilita nd o a a niq uila ç ã o d a s d isc o rd â nc ia s d e sina is

o p o sto s. Da í o fa to d e me ta is c o m e le va d a EDE a p re se nta re m me no r

d e nsid a d e d e d isc o rd â nc ia s q ue um me ta l d e b a ixa EDE, q ua nd o

c o nsid e ra d o um me smo g ra u d e d e fo rma ç ã o . O a lumínio é um me ta l

c .f.c . c o m a lta EDE, 163 e rg / c m2[16]_.

A p re se nç a d e e le me nto s a d ic io na d o s à so luç ã o só lid a a lte ra a

EDE inic ia l d o me ta l, a lte ra nd o a d istrib uiç ã o d a s d isc o rd â nc ia s e , p o r

c o nse g uinte , a s p ro p rie d a d e s d e ste

ma te ria l[13]_.

Fig ura 1. Re p re se nta ç ã o d a d istrib uiç ã o ho mo g ê ne a d e d isc o rd â nc ia s e m me ta is d e b a ixa EDE. Sã o no rma lme nte c úb ic o s d e c o rp o c e ntra d o , c .c .c .

Fig ura 2. Re p re se nta ç ã o d o s me ta is c .f.c . q ue a p re se nta m uma d istrib uiç ã o d e d isc o rd â nc ia s c o m uma a sso c ia ç ã o muito g ra nd e e ntre e la s p o ssib ilita nd o ma io r mo b ilid a d e e fa c ilita nd o a

i il ã d t

A te mp e ra tura na q ua l se c o nd uz o e nc rua me nto te m p a p e l

c ruc ia l na s a lte ra ç õ e s mic ro e strutura is d o ma te ria l. Pe q ue na s a lte ra ç õ e s

na te mp e ra tura p ro d uze m g ra nd e s a lte ra ç õ e s na mic ro e strutura d o

ma te ria l. O e nc rua me nto e m te mp e ra tura s b a ixa s te nd e a d iminuir a

mo b ilid a d e d a s d isc o rd â nc ia s a lé m d e d iminuir a EDE[13]_{. Isso sig nific a}

d iminuir a d uc tilid a d e d o ma te ria l.

(21)

A e ta p a d e d e fo rma ç ã o p lá stic a d o ma te ria l intro d uz uma sé rie

d e a lte ra ç õ e s na mic ro e strutura[13]_{. A fo rma inic ia l d o s g rã o s se rá mud a d a}

p a ra uma ma is a lo ng a d a , se nd o q ue a á re a d e c o nto rno d o s g rã o s

a ume nta rá sig nific a tiva me nte , inc o rp o ra nd o p a rte d a s d isc o rd â nc ia s

g e ra d a s d ura nte a d e fo rma ç ã o . Inte rio rme nte o s g rã o s ta mb é m so fre m

a lte ra ç õ e s c o m o d e se nvo lvime nto d e sub e strutura s a nte s ine xiste nte s.

C o mo me nc io na d o , o s fe nô me no s d e re c up e ra ç ã o e

re c rista liza ç ã o sã o d e p e nd e nte s d a mic ro e strutura d e se nvo lvid a c o m o s

p ro c e sso s d e d e fo rma ç ã o p lá stic a . Me ta is c o m e le va d a EDE te nd e m a

d e se nvo lve r, d e um mo d o g e ra l, e strutura s d e d isc o rd â nc ia s c o m b a ixa

e ne rg ia a lte rna nd o e ntre re g iõ e s c o m e le va d a d e nsid a d e d e

d isc o rd â nc ia s (p a re d e s d e c é lula s) e re g iõ e s d e b a ixa d e nsid a d e d e

d isc o rd â nc ia s (inte rio r d e c é lula s e sub g rã o s), c ha ma d a s d e Lo w-Ene rg y

Dislo c a tio ns Struc ture s, LEDS[17].

Numa e sc a la ma is a b ra ng e nte , a c la ssific a ç ã o d o s g rup o s d e

c é lula s d e d isc o rd â nc ia s (Ce ll Blo c ks, C Bs), p a ra p e q ue na s e mé d ia s

d e fo rma ç õ e s (50% d e d e fo rma ç ã o ) p o d e se r d a d a p o r e le me nto s d e

vo lume c ha ma d o d e p a re d e s d e d isc o rd â nc ia s d e nsa s (De nse Dislo c a tio n

Wa lls, DD Ws) e mic ro b a nd a s (Mic ro b a nds, MBs). Q ua nd o sã o

c o nsid e ra d a s d e fo rma ç õ e s b e m ma is sig nific a tiva s, a s a lte ra ç õ e s to rna

m-se ma is p ro nunc ia d a s to rna nd o a s c é lula s d e d isc o rd â nc ia s ma is

a c ha ta d a s, surg ind o o s c o nto rno s d e a lto â ng ulo c ha ma d o s la me la re s

(La me la r Bo unda rie s, LBs) e m sub stituiç ã o a o s DDWs e MBs [18]. Esta s

e strutura s te rã o p a p e l fund a me nta l no p ro c e sso d e re c up e ra ç ã o e m lig a s

d e a lumínio e nc rua d o .

O s c o nto rno s d e d isc o rd â nc ia s inc id e nta is (Inc ide nta l Dislo c a tio n

Bo unda rie s, IDBs), sã o o rig ina d o s d a s p a re d e s d a s c é lula s q ue , p o r sua ve z,

sã o fo rma d o s q ua nd o a s d isc o rd â nc ia s inte ra g e m e ntre si, d e mo d o

a b so luta me nte a le a tó rio , c o mp a rtilha nd o o s me smo s siste ma s d e

d e sliza me nto e p o ste rio r e ma ra nha me nto . As d ife re nç a s c re sc e nte s na s

(22)

d e fo rma ç ã o sã o a c o mo d a d a s p e la p re se nç a d o s DDWs, MBs e LBs. Esse s

c o nto rno s sã o c la ssific a d o s c o mo G e o me tric a lly Ne c e ssa ry Bo unda rie s,

G NBs. No ma te ria l e m d e fo rma ç ã o , a se p a ra ç ã o e ntre o s G NBs e IDBs

d iminui c o m o a ume nto d a fo rç a a p lic a d a . Inve rsa me nte , o a ume nto d a

fo rç a a p lic a d a , isto é , o a ume nto d a d e fo rma ç ã o te nd e a d iminuir a

d ife re nç a d e o rie nta ç ã o e ntre a s re g iõ e s limita d a s p o r e sse s c o nto rno s.

Num p ro c e sso o nd e a d e fo rma ç ã o p lá stic a é se mp re c re sc e nte ,

re g iõ e s c o m p re d o minâ nc ia d a mic ro e strutura la me la r te nd e m a

p ro d uç ã o d e c o nto rno s d e g rã o s d e a lto â ng ulo d ivid ind o e m re g iõ e s

d istinta s. Ap ó s d e fo rma ç õ e s d a o rd e m d e 90%, um me ta l d e a lta EDE

a p re se nta um núme ro d e c o nto rno s d e a lto â ng ulo ma io r q ue o núme ro

inic ia l d e c o nto rno s d e g rã o s. Esse c o mp o rta me nto p o d e se r o b se rva d o na

d e fo rma ç ã o p lá stic a d e p o lic rista is. Ba y e c o l., e m 1992, o b se rva ra m q ue ,

p a ra p e q ue na s d e fo rma ç õ e s d a o rd e m d e 10 a 50%, o a lumínio d e a lta

p ure za la mina d o a frio a p re se nta va uma mic ro e strutura fo rma d a d e

c é lula s d e d isc o rd â nc ia s, b lo c o s d e c é lula s (C e llBlo c ks, C Bs), DDWs e MBs.

No s me ta is d e a lta EDE, p e q ue na s d e fo rma ç õ e s d a o rd e m

d e 10%, a p re se nta m uma mic ro e strutura p re d o mina nte d e c é lula s q ue

e vo lui p a ra uma o nd e há p re d o minâ nc ia d e b lo c o s d e c é lula s, DDWs e

MBs q ua nd o d e fo rma d a s e ntre 20 e 50%. C o m a e le va ç ã o d a

d e fo rma ç ã o p a ra c e rc a d e 70%, a e strutura d a s c é lula s e b lo c o s d e

c é lula s p a ssa m a a p re se nta r uma fo rma a lo ng a d a a g rup a nd o -se e m

e strutura s la me la re s, fo rma nd o â ng ulo s e ntre 0 e 15% e m re la ç ã o à

d ire ç ã o d e la mina ç ã o . Esta s e strutura s, p o ré m, re p re se nta m a p e na s 25%

d a e strutura to ta l.

Ap lic a nd o -se d e fo rma ç õ e s e le va d a s, d a o rd e m d e 80 a 90%, a s

e strutura s inte rme d iá ria s d e sa p a re c e m p re d o mina nd o o s c o nto rno s

la me la re s p a ra le lo s à d ire ç ã o d e la mina ç ã o . As la me la s sã o se p a ra d a s

e ntre si p o r c o nto rno s la me la re s, LBs, e g e ra lme nte a p re se nta m uma únic a

c é lula re sulta nte d e ssa inte nsa d e fo rma ç ã o . No a lumínio , me ta l c o m

(23)

a p lic a d o 90% d e d e fo rma ç ã o , c a ra c te riza d o p e lo surg ime nto d e sub g rã o s

e q uia xia is.

A a ná lise d o s fe nô me no s, ind ivid ua l e c o le tiva , le va a um

mo d e lo o nd e a d e fo rma ç ã o a p lic a d a p o d e se r a c o mp a nha d a p e la

e vo luç ã o d a mic ro e strutura d e ma te ria is c o m c a ra c te rístic a s d istinta s no

q ue d iz re sp e ito a e strutura c rista lina e EDE[18]_{, (Hug he s e Ha nse n, 1997,}

Hug he s, 1993, Hug he s e Ha nse n, 1993).

Pa ra a me lho r c o mp re e nsã o d e sse s fe nô me no s, a Fig ura 3

a p re se nta um e sq ue ma c o m a re p re se nta ç ã o d a s e strutura s fo rma d a s.

Fig ura 3. (a ) Mic ro e strutura d e um g rã o sub me tid o a d e fo rma ç õ e s inte rme d iá ria s (0,06<ε<0,80);

(b) O me smo g rã o a p ó s uma g ra nd e d e fo rma ç ã o (ε>1). 4.2.1.-DEFORMAÇÃO HETEROGÊNEA NA MICROESTRUTURA

De uma fo rma g e ra l, o s ma te ria is, me smo o s d e a lta p ure za , nã o

a p re se nta m uma e strutura ho mo g ê ne a . Assim, p a ra o a lumínio , o s

p ro c e sso s d e d e fo rma ç ã o p lá stic a g e ra m uma e strutura he te ro g ê ne a ,

d e vid o à o c o rrê nc ia d e d e sliza me nto s d e d ive rsa s o rig e ns[18]_{. De ssa fo rma ,}

a d istrib uiç ã o d e d e fe ito s c rista lino s e m um ma te ria l e nc rua d o é

he te ro g ê ne a o q ue le va a c o nc luir q ue muita s c a ra c te rístic a s d o s

ma te ria is sã o d e vid a s a e ssa he te ro g e ne id a d e .

As re g iõ e s q ue c o nté m ma io r q ua ntid a d e d e d e fe ito s c rista lino s

sã o a q ue la s q ue a p re se nta m he te ro g e ne id a d e na fo rma ç ã o . A p a rtir

d e ssa s re g iõ e s é q ue sã o inic ia d a s a s nuc le a ç õ e s d a re c rista liza ç ã o , p o is

(24)

Uma ve z q ue o s me ta is tê m c a ra c te rístic a s d ife re nte s, na q ue le s e m q ue há

fo rma ç ã o d e b a nd a s d e tra nsiç ã o , d e c isa lha me nto e ma c la s me c â nic a s,

a nuc le a ç ã o d e ve rá se inic ia r na s inte rse c ç õ e s d a s he te ro g e ne id a d e s o u

p ró xima s a e la s [13,19,20]_.

4.3 -

O

T

RATAMENTO

T

ÉRMICO

O s p ro c e sso s d e p ro d uç ã o d o a lumínio e fa b ric a ç ã o d e sua s

lig a s le va m, no rma lme nte , a o a c úmulo d e te nsõ e s re sid ua is ne sse s

ma te ria is. Essa s te nsõ e s p o d e m se r p re jud ic ia is p a ra a se q üê nc ia d e

fa b ric a ç ã o d a p e ç a o u me smo p a ra a sua vid a útil[6]_{. Pa ra q ue e ssa s}

te nsõ e s se ja m e limina d a s o u minimiza d a s, sã o a p lic a d o s tra ta me nto s

té rmic o s d e a c o rd o c o m o tip o d a lig a , fo rma e ta ma nho d a s p e ç a s,

p ro c e sso d e fa b ric a ç ã o e c o nd iç õ e s d e tra b a lho .

O re c o zime nto d o ma te ria l e nc rua d o te m p o r fina lid a d e a lte ra r

sua mic ro e strutura , c o nse q üe nte me nte , a s sua s p ro p rie d a d e s. Essa s

a lte ra ç õ e s se d ã o p rinc ip a lme nte c o m a d iminuiç ã o d a d e nsid a d e d a s

d isc o rd â nc ia s d e vid o à d iminuiç ã o d a e ne rg ia re tid a e re c up e ra ç ã o e / o u

c rista liza ç ã o .

As c o nd iç õ e s d o re c o zime nto sã o fo rte me nte d e p e nd e nte s d o s

p a râ me tro s inic ia is (c o nd iç õ e s d o e nc rua me nto ) e fina is d o ma te ria l

(p ro p rie d a d e s d e se ja d a s), a lé m d a sua na ture za p ró p ria (tip o d o me ta l,

c o mp o siç ã o q uímic a , fa se s, e ntre o utra s).

No s me ta is d e fo rma d o s a frio , a s mud a nç a s mic ro e strutura is q ue

o c o rre m lo g o a p ó s o re c o zime nto , a c o nte c e m d e ma ne ira a d iminuir a

e ne rg ia a rma ze na d a na d e fo rma ç ã o p lá stic a , e o c o rre p o r me c a nismo s

d e re d uç ã o e re a rra njo d e d e fe ito s c rista lino s, q ue se d ã o se p a ra d a me nte

o utro s simulta ne a me nte , p o d e nd o o c o rre r d e fo rma c o ntro la d a o u me smo

(25)

mic ro e strutura is sã o c ha ma d o s d e re c up e ra ç ã o e re c rista liza ç ã o , q ue se rá

e stud a d o a se g uir.

4.4.-RECUPERAÇÃO

A re c up e ra ç ã o c o mp re e nd e fe nô me no s q ue le va m a

re sta ura ç ã o p a rc ia l d a mic ro e strutura d o ma te ria l a d vind a d a

d e fo rma ç ã o p lá stic a[22]_{. A re c up e ra ç ã o o c o rre d e d ua s ma ne ira s: d ura nte}

o re c o zime nto a p ó s a s e ta p a s d e d e fo rma ç ã o p lá stic a é c la ssific a d a

c o mo re c up e ra ç ã o e stá tic a , p o ré m, q ua nd o o c o rre d ura nte a

d e fo rma ç ã o p lá stic a e m te mp e ra tura s a c ima d a a mb ie nte é

d e no mina d a re c up e ra ç ã o d inâ mic a . O se g und o c a so é ma is c o mum

e ntre o s me ta is d e e le va d a EDE. C o mo a s p ro p rie d a d e s d o s ma te ria is

e stã o intrinse c a me nte re la c io na d a s a o se u e sta d o mic ro e strutura l, a

re c up e ra ç ã o p o d e se r a va lia d a me d ind o -se a s a lte ra ç õ e s na s

p ro p rie d a d e s me c â nic a s, re sistivid a d e e lé tric a e te nsõ e s re sid ua is.

Pa ra a re sta ura ç ã o to ta l o u p a rc ia l d a mic ro e strutura inic ia l, o s

fe nô me no s a sso c ia d o s a o p ro c e sso d e re c up e ra ç ã o e sta rã o re la c io na d o s

a o tip o d o ma te ria l e a sua p ure za , à d e fo rma ç ã o a p lic a d a a o ma te ria l e

à s te mp e ra tura s a p lic a d a s d ura nte a s e ta p a s d e d e fo rma ç ã o p lá stic a e

d e re c o zime nto . Assim, a a niq uila ç ã o d e la c una s e mig ra ç ã o d e d e fe ito s

p untifo rme s e m d ire ç ã o a o s c o nto rno s d e g rã o s e d isc o rd â nc ia s o c o rre rá

e m te mp e ra tura s a c ima d e 0,2.Tf, o nd e Tf é a te mp e ra tura a b so luta d e

fusã o . Na re g iã o e ntre 0,2 a 0,3.Tf o s fe nô me no s p re d o mina nte s se rã o a

a niq uila ç ã o e re a rra njo d e d isc o rd â nc ia s d e sina is o p o sto s fa ze nd o c o m

q ue o s sub c o nto rno s d o s g rã o s se to rne m ma is a p a re nte s, o q ue irá

c a ra c te riza r uma e strutura d e c o nto rno s d e b a ixo s â ng ulo s[19]_{. O utra s}

e strutura s, c o mo a fo rma ç ã o d e sub g rã o s so me nte o c o rre m e m

te mp e ra tura s sup e rio re s, no rma lme nte a c ima d e 0,4.Tf, q ua nd o há e ne rg ia

sufic ie nte p a ra q ue o e sc o rre g a me nto e a e sc a la d a o c o rra m e m g ra nd e

(26)

OS ESTÁGIOS DA RECUPERAÇÃO

4.4.1-ANIQUILAÇÃO DAS DISCORDÂNCIAS

Sã o d o is o s fe nô me no s p rinc ip a is q ue le va m à a niq uila ç ã o d e

d isc o rd â nc ia s. Prime iro , q ua nd o d isc o rd â nc ia s q ue a tua m no me smo

p la no d e e sc o rre g a me nto , p o ré m c o m sina is o p o sto s, d e sliza m uma e m

d ire ç ã o à o utra . E se g und o q ua nd o d isc o rd â nc ia s e m p la no s d e

e sc o rre g a me nto d ife re nte s e c o m ve to re s d e Burg e rs o p o sto s, c o mb ina m

e sc o rre g a me nto e e sc a la d a p a ra se a niq uila r. Ne ste c a so , só o c o rre e m

te mp e ra tura s e le va d a s, p o is há ne c e ssid a d e d e ma io r e ne rg ia p a ra q ue a

e sc a la d a o c o rra . A re p re se nta ç ã o d e sse s fe nô me no s é a p re se nta d a na

Fig ura 4.

Fig ura 4. Re p re se nta ç ã o d e uma d istrib uiç ã o d e d isc o rd â nc ia s e m c unha o nd e o c o rre a a niq uila ç ã o d e d isc o rd â nc ia s d e sina is o p o sto s, A e B, e a niq uila ç ã o d e d isc o rd â nc ia s c o m ve to re s d e Burg e rs o p o sto s e m p la no s d istinto s, C e D.

4.4.2.-CONFIGURAÇÕES ESTÁVEIS DE DISCORDÂNCIAS

Po lig o niza ç ã o : C o nsid e re a d istrib uiç ã o d e d isc o rd â nc ia s p ro d uzid a p e la

fle xã o d e um c rista l simp le s e q ue fo i d e fo rma d o c o m um únic o siste ma d e

d e sliza me nto , Fig ura 5. Se a d istrib uiç ã o e nvo lve r uma q ua ntid a d e

d e sig ua l d e d isc o rd â nc ia s d e sina is o p o sto s, e sta s nã o p o d e rã o se r

a niq uila d a s to ta lme nte , re ma ne sc e nd o a d ife re nç a q ue , d ura nte o

p ro c e sso d e re c o zime nto se rá re a rra nja d a e m uma o u ma is c o nfig ura ç ã o

d e me no r e ne rg ia . Esse s a rra njo s a ssume m c o nfig ura ç õ e s re g ula re s o u

e sta rã o p re se nte s e m c o nto rno s d e b a ixo

(27)

Fig ura 5. (a ) C rista l d e fo rma d o e a s d isc o rd â nc ia s re sulta nte s,

(b) a niq uila ç ã o so me nte d a s d isc o rd â nc ia s d e sina is o p o sto s e ,

(c ) re a rra njo d a s d isc o rd â nc ia s re ma ne sc e nte s e m um a rra njo g e o mé tric o . Fo rma ç ã o de subg rã o s: A a p lic a ç ã o d e q ua ntid a d e d e e ne rg ia c re sc e nte

irá re sulta r e m g ra nd e s d e fo rma ç õ e s na mic ro e strutura inic ia l intro d uzind o

d isc o rd â nc ia s q ue se d istrib uirã o e m a rra njo s c o mp le xo s e c o m d ife re nte s

ve to re s d e Burg e rs. Essa é uma situa ç ã o re a l p a ra um ma te ria l

p o lic rista lino . No c a so d o a lumínio , ma te ria l d e e le va d a EDE, o u e m o utro s

c o m EDE mo d e ra d a , fo rma -se uma e strutura na fo rma d e c é lula s c o m

uma e le va d a d e nsid a d e d e d isc o rd â nc ia s. Ne ssa c o nd iç ã o , a s p a re d e s

d e ssa e strutura c e lula r a p re se nta m uma d istrib uiç ã o d e so rd e na d a d a s

d isc o rd â nc ia s fo rma d a s se nd o a s d ime nsõ e s d a s c é lula s d e p e nd e nte s d a

na ture za d o ma te ria l e d a q ua ntid a d e d a d e fo rma ç ã o p ro d uzid a .

A fo rma ç ã o d e sub g rã o s p o d e se r o b se rva d a e m uma

se q üê nc ia d e d ua s mic ro g ra fia s[19]_{, Fig ura 6, o b tid a s p o r um mic ro sc ó p io}

e le trô nic o d e tra nsmissã o d e a lta vo lta g e m (HVEM). As ima g e ns sã o d e

uma a mo stra d e a lumínio d e fo rma d a a 10%. Na p rime ira ima g e m (a )

o b se rva -se q ue a e strutura re sulta nte d a d e fo rma ç ã o p lá stic a é

c o nstituíd a p o r c é lula s c uja s p a re d e s sã o c o nstituíd a s p o r d isc o rd â nc ia s

d e so rd e na d a s e p e la p re se nç a d e q ua ntid a d e sig nific a tiva d e

d isc o rd â nc ia s no inte rio r d a s me sma s. O p ro c e sso d e re c o zime nto in situ

(250 °C p o r 2 minuto s), o u se ja , no inte rio r d o mic ro sc ó p io e le trô nic o , le vo u

a o a niq uila me nto d e d isc o rd â nc ia s, re sulta nd o e m sub g rã o s d e finid o s,

d iminuiç ã o d a d e nsid a d e d e d isc o rd â nc ia s no inte rio r d o s sub g rã o s e uma

p e q ue na a lte ra ç ã o na na ture za e na o rie nta ç ã o d o s c o nto rno s fo rma d o s,

(28)

(a ) (b)

Fig ura 6. Mic ro g ra fia d e uma a mo stra d e a lumínio d e fo rma d a a 10% o b tid a e m mic ro sc ó p io e le trô nic o d e tra nsmissã o .

(a ) a p ó s a d e fo rma ç ã o e

(b ) a p ó s tra ta me nto a 250 °C p o r 2 minuto s. A re c up e ra ç ã o se d e u p e la fo rma ç ã o d e sub g rã o s e d e finiç ã o d o s c o nto rno s.[19]

4.4.3-CRESCIMENTO DE SUBGRÃOS

A e ta p a se g uinte à fo rma ç ã o d e sub g rã o s é o se u

c re sc ime nto[23]_{. O c re sc ime nto d o s sub g rã o s le va à d iminuiç ã o d a á re a}

d o s c o nto rno s d e b a ixo â ng ulo e o c o rre so me nte p o rq ue a e ne rg ia no

ma te ria l re c up e ra d o a ind a c o ntinua a lta , já q ue o ma te ria l to ta lme nte

re c rista liza d o a p re se nta uma sub e strutura c o m me no r e ne rg ia , o u se ja ,

ma is e stá ve l.

O me c a nismo ma is a c e ito p a ra e xp lic a r o c re sc ime nto d e

sub g rã o s b a se ia -se na mig ra ç ã o d e c o nto rno s d e b a ixo â ng ulo . Dura nte a

mig ra ç ã o d o sub g rã o o c o rre a a b so rç ã o d e d isc o rd â nc ia s p ro vo c a nd o

a lte ra ç ã o na sua o rie nta ç ã o g e ra nd o no fina l um c o nto rno d e a lto

â ng ulo . Po r e sse me c a nismo fic a ma is e vid e nte a fo rma ç ã o d e re g iõ e s d e

b a ixa s d e nsid a d e s d e d isc o rd â nc ia s, uma ve z q ue o me c a nismo se b a se ia

na p o lig o niza ç ã o , o s e fe ito s sã o a niq uila d o s re a rra nja nd o -se numa

e strutura d e b a ixa e ne rg ia .

De uma fo rma g e ra l, a re c up e ra ç ã o c o nstitui-se e m um c o njunto

e p ro c e sso s re g ula re s. As á re a s a fe ta d a s p o r e sse fe nô me no tê m um

c o mp o rta me nto simila r, se nd o q ue a s a lte ra ç õ e s o c o rrid a s p e la s c é lula s e

(29)

4.5-RECRISTALIZAÇÃO

Re c up e ra ç ã o e re c rista liza ç ã o sã o d o is fe nô me no s b a sic a me nte

d ife re nte s. Em um re c o zime nto iso té rmic o , a ve lo c id a d e c o m q ue o c o rre o

p ro c e sso d e re c up e ra ç ã o se mp re d e c re sc e c o m o te mp o , isto é , o

p ro c e sso se inic ia ra p id a me nte e va i to rna nd o -se c a d a ve z ma is le nto ,

c o nfo rme va i se nd o c o nsumid a a fo rç a mo triz d a re a ç ã o . Po r o utro la d o , a

c iné tic a d a re c rista liza ç ã o é b e m d ife re nte , p o is o c o rre p o r p ro c e sso s d e

nuc le a ç ã o e c re sc ime nto . Da me sma ma ne ira q ue p a ra o utro s p ro c e sso s

d e sse tip o , a re c rista liza ç ã o d ura nte um re c o zime nto iso té rmic o se inic ia

le nta me nte , a ume nta a té um va lo r má ximo d e ve lo c id a d e d e re a ç ã o , e

lo g o a p ó s vo lta a se r le nta . O p ro c e sso d e re c up e ra ç ã o se inic ia no

c o me ç o d o c ic lo d e re c o zime nto , justific a nd o a lib e ra ç ã o inic ia l d e

e ne rg ia , e nq ua nto a re c rista liza ç ã o c o me ç a ma is ta rd e , se nd o

re sp o nsá ve l p e la se g und a lib e ra ç ã o d e e ne rg ia , q ue é ma io r q ue a inic ia l.

Um te rmo me ta lúrg ic o usa d o fre q üe nte me nte é “ te mp e ra tura

d e re c rista liza ç ã o ” , isto é , a te mp e ra tura na q ua l um d e te rmina d o me ta l,

c o m uma c e rta p o rc e nta g e m d e d e fo rma ç ã o a frio , re c rista liza rá

to ta lme nte e m um p e río d o finito d e te mp o , e sta te mp e ra tura d e p e nd e ,

d o te mp o d e a q ue c ime nto , p o is, p e río d o s d e te mp o ma is lo ng o s d ã o a o s

á to mo s a o p o rtunid a d e d e se re a rra nja re m, p o rta nto , a re c rista liza ç ã o

o c o rre no rma lme nte e m te mp e ra tura s ma is b a ixa s, c o nse q üe nte me nte , a

te mp e ra tura ne c e ssá ria p a ra a re c rista liza ç ã o d e p e nd e d a s fo rç a s q ue

ma ntê m o s á to mo s unid o s, c o nsid e ra nd o -se o fa to d e q ue a e ne rg ia

té rmic a ne c e ssá ria p a ra a fusã o e stá re la c io na d a c o m a s fo rç a s e ntre o s

á to mo s. De ssa fo rma , é d e se e sp e ra r q ue ha ja c o rre la ç ã o e ntre a

te mp e ra tura d e fusã o e a d e re c rista liza ç ã o , e mb o ra e xista m e xc e ç õ e s, a

te mp e ra tura d e re c rista liza ç ã o e stá e ntre um te rç o e me ta d e d a

(30)

O s p ro c e sso s q ue d e te rmina m e c o mp re e nd e m a re c rista liza ç ã o

d o a lumínio e sua s lig a s d e ve m se r c o nhe c id o s uma ve z q ue e stã o

a sso c ia d o s a vá rio s fe nô me no s c o mo a lib e ra ç ã o d a e ne rg ia a rma ze na d a

d ura nte o e nc rua me nto , o a ume nto d a d e nsid a d e , a d iminuiç ã o d a

d ure za e d a re sistivid a d e , e ntre o utro s[13]_{.Esse s fe nô me no s a fe ta m a}

fa c ilid a d e c o m q ue o ma te ria l p o d e se r tra b a lha d o e a s sua s

c a ra c te rístic a s p ó s e sse tra b a lho , d e te rmina nd o a sua c o rre ta a p lic a ç ã o

o u nã o .

O p ro c e sso d e re c rista liza ç ã o p o d e se r e nte nd id o c o mo o

re sulta d o d e um c o njunto d e a lte ra ç õ e s na mic ro e strutura d e um ma te ria l

e m d e c o rrê nc ia d e tra ta me nto té rmic o o nd e o s g rã o s fo rma d o s e stã o

livre s d e d e fe ito s, o u se ja , c o m me no r e ne rg ia a c umula d a[25]_{. Esse}

p ro c e sso p o d e le va r à fo rma ç ã o d e g rã o s d e d ime nsõ e s fo ra d o c o mum,

a ssim, o c o njunto d e fe nô me no s q ue le va m à fo rma ç ã o d o s g rã o s é

c ha ma d o s d e re c rista liza ç ã o p rimá ria , Fig ura 7, e o p o ste rio r c re sc ime nto

d o s g rã o s a té ta ma nho s e xa g e ra d o s é c o nhe c id o p o r re c rista liza ç ã o

se c und á ria o u ta mb é m d e c re sc ime nto a no rma l d e g rã o , ta mb é m p o d e

se r inte rp re ta d o c o mo a e limina ç ã o d e d e fe ito s na mic ro e strutura p o r

mig ra ç ã o d e c o nto rno s d e a lto â ng ulo . Uma re g iã o livre d e d e fe ito s

a sso c ia d a a um c o nto rno d e a lto â ng ulo p o d e c re sc e r a va nç a nd o so b re

a s re g iõ e s e nc rua d a s. A re c rista liza ç ã o , isto é , a mig ra ç ã o d e c o nto rno s

d e a lto â ng ulo p ro sse g ue a té q ue o s g rã o s fo rma d o s se e nc o ntre m. Ne sta

situa ç ã o , a re c rista liza ç ã o p rimá ria e stá te rmina d a .

O p ro c e sso d e re c o zime nto d e a lg uma s lig a s p o d e c o nd uzir a o

se u a mo le c ime nto se m q ue ha ja a fo rma ç ã o e mig ra ç ã o d o s c o nto rno s

(31)

(a ) (b ) (c )

Fig ura 7. Re p re se nta ç ã o e sq ue má tic a d a re c rista liza ç ã o p rimá ria .

(a )O ma te ria l e nc rua d o a p re se nta ind íc io s d o iníc io d a re c rista liza ç ã o c o m a fo rma ç ã o d e g rã o s livre s d e d e fe ito s.

(b )O p ro c e sso se g ue c o m o a ume nto c o nsid e rá ve l d o núme ro d e g rã o s livre s d e d e fe ito s;

(c )Te rmina c o m o e nc o ntro d o s c o nto rno s d e a lto â ng ulo , o q ue c a ra c te riza o fim d o p ro c e sso d e re c rista liza ç ã o d o ma te ria l.

Uma inte rp re ta ç ã o g e ne ra liza d a d o s fa to re s q ue d e te rmina m o

p ro c e sso d e re c rista liza ç ã o na s c ha ma d a s Le is d a Re c rista liza ç ã o[13]_.

Ne ssa s c o nd iç õ e s, a re c rista liza ç ã o d o ma te ria l é a c e ita e m funç ã o d o

ta ma nho o s g rã o s na mic ro e strutura inic ia l e d a q ua ntid a d e d e

d e fo rma ç ã o e te mp e ra tura d e re c o zime nto . C o nsid e ra nd o -se a

re c rista liza ç ã o c o mo um p ro c e sso d o mina d o p ê lo s fe nô me no s d e

nuc le a ç ã o e c re sc ime nto d e g rã o s re sulta nte s d e p ro c e sso s d e

tra ta me nto s té rmic o s c o ntro la d o s, e ssa s le is p o d e m se r a p lic a d a s p a ra a

ma io r p a rte d o s c a so s.

LEIS DA REC RISTALIZAÇÃO

1) "Pa ra q ue a re c rista liza ç ã o o c o rra é ne c e ssá ria uma d e fo rma ç ã o

mínima ",

2) "Q ua nto me no r o g ra u d e d e fo rma ç ã o , ma is a lta é a te mp e ra tura p a ra

o iníc io d a re c rista liza ç ã o ",

3) “ Q ua nto ma is lo ng o o te mp o d e re c o zime nto , me no r a te mp e ra tura

p a ra o iníc io d a re c rista liza ç ã o ” ,

4) "O ta ma nho d e g rã o fina l d e p e nd e fo rte me nte d o g ra u d e

(32)

g ra u d e d e fo rma ç ã o e / o u me no r a te mp e ra tura d e re c o zime nto ,

me no r se rá o ta ma nho d o g rã o fina l",

5) "Q ua nto ma io r o ta ma nho d e g rã o inic ia l, ma io r se rá a d e fo rma ç ã o

ne c e ssá ria p a ra q ue a re c rista liza ç ã o se c o mp le te no me smo inte rva lo

d e te mp o e te mp e ra tura d e re c o zime nto ",

6) "O g ra u d e re d uç ã o ne c e ssá rio p a ra se o b te r um me smo

e nd ure c ime nto p o r d e fo rma ç ã o (e nc rua me nto ) a ume nta c o m o

a ume nto d a te mp e ra tura d e d e fo rma ç ã o . Pa ra um d a d o g ra u d e

re d uç ã o , q ua nto ma io r fo r a te mp e ra tura d e d e fo rma ç ã o , ma io r se rá a

te mp e ra tura d e re c rista liza ç ã o e ma io r se rá o ta ma nho d e g rã o fina l",

7) "O a q ue c ime nto c o ntinua d o a p ó s o té rmino d a re c rista liza ç ã o c a usa

c re sc ime nto d e g rã o ”

4.5.1-NUCLEAÇÃO E RECRISTALIZAÇÃO

C o mo me nc io na d o , o iníc io d o p ro c e sso d e re c rista liza ç ã o e stá

a sso c ia d o à nuc le a ç ã o no ma te ria l[24]_{. A nuc le a ç ã o d a re c rista liza ç ã o}

e nvo lve me c a nismo s q ue irã o le va r a o re a rra njo d e d isc o rd â nc ia s

fo rma nd o re g iõ e s livre s d e d e fe ito s a sso c ia d a s a c o nto rno s d e a lto â ng ulo

d e a lta mo b ilid a d e q ue tê m a c a p a c id a d e d e mig ra r fa c ilme nte so b re a

ma triz e nc rua d a .

De ssa fo rma , a nuc le a ç ã o irá d e te rmina r o ta ma nho e a

o rie nta ç ã o d o s no vo s g rã o s fo rma d o s d ura nte o p ro c e sso d e

re c rista liza ç ã o . Existe m vá rio s me c a nismo s q ue p ro c ura m e xp lic a r o s

me c a nismo s e nvo lvid o s na nuc le a ç ã o . A te o ria c lá ssic a d a nuc le a ç ã o

ho mo g ê ne a nã o se rá d isc utid a , uma ve z q ue é imp ro vá ve l q ue o c o rra ,

p o is, o p o te nc ia l te rmo d inâ mic o a sso c ia d o à re c rista liza ç ã o é b a ixo e a

e ne rg ia d e inte rfa c e d e um c o nto rno d e a lto â ng ulo é e le va d a

imp o ssib ilita nd o a fo rma ç ã o d a s re g iõ e s livre s d e d e fe ito s a sso c ia d a s a

(33)

Mig ra ç ã o de c o nto rno s e xiste nte s induzida s po r de fo rma ç ã o : Este

me c a nismo é a p lic á ve l p a ra d e fo rma ç õ e s me no re s d o q ue 40% e

c o nsid e ra q ue a mig ra ç ã o d e c o nto rno s p re e xiste nte s se d á p a ra o inte rio r

d e um g rã o ma is d e fo rma d o , Fig ura 8. De ssa fo rma , c ria -se re g iã o livre d e

d isc o rd â nc ia s c o m o rie nta ç õ e s simila re s a o s g rã o s inic ia is. Esse me c a nismo

o c o rre rá so me nte se o b a la nç o e ne rg é tic o e stive r fa vo rá ve l, isto é , se E2 <

E1 a mig ra ç ã o o c o rre rá no se ntid o o nd e a d e nsid a d e d e d isc o rd â nc ia s fo r

ma io r c ria nd o re g iõ e s livre s d e d e fe ito s, o u se ja , d e me no r e ne rg ia .

C re sc ime nto a pa rtir de núc le o s pre e xiste nte s: C o mo a re c rista liza ç ã o

p o d e se r inic ia d a a p a rtir d a e xistê nc ia d e re g iõ e s livre s d e d e fe ito s

p re se nte s a p ó s o e nc rua me nto ta is c o mo c é lula s d e d isc o rd â nc ia s o u

sub g rã o s, o s fa to re s e nvo lvid o s ne sse me c a nismo e stã o a sso c ia d o s a :

1) Ap ó s o e nc rua me nto , o s núc le o s a p re se nta m o rie nta ç ã o d e finid a nã o

ha ve nd o o b se rva ç õ e s d e q ue ha ja fo rma ç ã o d e no va s o rie nta ç õ e s

d ura nte o u a p ó s a

nuc le a ç ã o .

(a ) (b) (c )

Fig ura 8. (a ) C o nd iç õ e s p a ra a o c o rrê nc ia d a mig ra ç ã o d e c o nto rno s: A e ne rg ia d o g rã o infe rio r E2 d e ve se r me no r d o q ue a e ne rg ia E1 d o g rã o sup e rio r, (b) Mig ra ç ã o d o

c o nto rno p a ra re g iã o d e ma io r e ne rg ia e (c ) fo rma ç ã o d e re g iã o livre d e d e fe ito s c o m me no r e ne rg ia .

2) A nuc le a ç ã o se d e se nvo lve c o m o c re sc ime nto d e sub g rã o s b a se a d o s

no me c a nismo q ue e nvo lve a fo rma ç ã o d e re g iõ e s d e b a ixa d e nsid a d e

d e d isc o rd â nc ia s (p o lig o niza ç ã o ) c irc und a d a s p o r sub c o nto rno s.

3) A fo rma ç ã o d e um c o nto rno d e a lto â ng ulo e stá a sso c ia d a à e xistê nc ia

(34)

d ife re nte s o rie nta ç õ e s d e c rista is o u um g ra d ie nte d e o rie nta ç ã o p o ssue m

a lta e ne rg ia a rma ze na d a . Ne ssa s re g iõ e s, e stã o p re se nte s c o nto rno s d e

b a ixo â ng ulo o u d isc o rd â nc ia s q ue sa tisfa ze m g e o me tric a me nte a

a c o mo d a ç ã o d e d ife re nç a s d e o rie nta ç ã o . Ne ssa s c o nd iç õ e s o s

fe nô me no s d e re c up e ra ç ã o sã o p re fe re nc ia is.

A p a rtir d e sse s fa to re s, to d o o p ro c e sso d e nuc le a ç ã o d a

re c rista liza ç ã o se rá c o nsid e ra d o c o mo um c o njunto d e fe nô me no s q ue

le va rã o a o c re sc ime nto d e sc o ntínuo d e sub g rã o s e xiste nte s e m re g iõ e s

c o m a lta d e fo rma ç ã o e c o m um g ra d ie nte d e o rie nta ç ã o sig nific a tivo .

4.5.2.-CINÉTICA DE RECRISTALIZAÇÃO

A re c rista liza ç ã o p o d e se r tra ta d a c o mo um p ro c e sso d e

nuc le a ç ã o se g und o o mo d e lo d e c iné tic a d e Jo hnso n-Me hl., sup o nd o

q ue , d e p e nd e nd o d a te mp e ra tura , inic ia lme nte e xistirã o N d o mínio s d e

núc le o s p o r unid a d e d e vo lume , o u se ja , lo c a is o nd e p re fe re nc ia lme nte

o c o rre rá a nuc le a ç ã o . Este vo lume a ume nta rá e m to d a s a s d ire ç õ e s a

uma ta xa c o nsta nte v a té q ue o s d o mínio s e ntre m e m c o nta to uns c o m o s

o utro s.

Se nd o a e xp re ssã o g e ra l d a d a p o r:

( )

_⎥⎦

⎤

⎢⎣

⎡−

−

=

3 3

3

4 exp

1 v

N

t

X

π

Eq ua ç ã o

1

O nd e : X… fra ç ã o o rd e na d a ;

v… vo lume ;

N… núme ro d e núc le o s p o r unid a d e d e vo lume ;

t…te mp o

C o mo a re la ç ã o e ntre a fra ç ã o re c rista liza d a (o rd e na d a ) e

te mp o é e xp o ne nc ia l, p o d e -se o p ta r p o r te mp o s d e tra ta me nto q ue

(35)

4.5.3.- RECRISTALIZAÇÃO DE LIGAS NA PRESENÇA DE SEGUNDAS FASES

Ad iç ã o d e e le me nto s a me ta is p ro p o rc io na trê s d e situa ç õ e s

d istinta s no q ue c o nc e rne a o s e le me nto s d e lig a , d o p o nto d e vista d a

re c rista liza ç ã o[15]_:

1) O s e le me nto s d e lig a e nc o ntra m-se e m so luç ã o só lid a ;

2) O s e le me nto s d e lig a e nc o ntra m-se na fo rma d e p re c ip ita d o s d e

se g und a fa se ;

3) O s e le me nto s d e lig a e nc o ntra m-se na fo rma d e uma se g und a fa se e a

fra ç ã o vo lumé tric a d e sta se g und a fa se é a lta .

O s e fe ito s d e sse s e le me nto s d e se g und a fa se so b re a

re c rista liza ç ã o p o d e m ta nto e stimula r, c o mo re ta rd a r a re c rista liza ç ã o ,

d e p e nd e nd o d o mo d o c o mo a p a rtíc ula inte ra g e c o m a mic ro e strutura

d ura nte o p ro c e ssa me nto te rmo me c â nic o .

Em lig a s c o m d isp e rsã o d e p re c ip ita d o s d e se g und a s fa se s

e xiste m e vid ê nc ia s q ue mo stra m o a tra so d o p ro c e sso d e re c rista liza ç ã o .

Ta is p a rtíc ula s a tua m c o mo b a rre ira s p a ra a mo vime nta ç ã o d o s c o nto rno s

d e a lto â ng ulo d e vid o à fo rç a d e a nc o ra me nto e xe rc id a p e la s p a rtíc ula s

so b re o s c o nto rno s d e g rã o . Se e sta fo rç a fo r ma io r q ue a d e

mo vime nta ç ã o d e c o nto rno s, nã o ha ve rá mig ra ç ã o e ,

c o nse q üe nte me nte , o núc le o d e re c rista liza ç ã o nã o p o d e rá c re sc e r,

imp e d ind o a re c rista liza ç ã o[15,16]_.

Tra b a lho s re c e nte s mo stra m q ue a a d iç ã o d e zirc ô nio a lig a s

Al-Mg a tua a tiva me nte ne ste s p ro c e sso s.

Em lig a s sup e rsa tura d a s e c o m d e fe ito s c rista lino s, p a rtíc ula s d e

se g und a fa se (ta is c o mo na s lig a s Al-Mg -X, o nd e X é um mic ro lig a nte )

p re c ip ita m na me sma fa ixa d e te mp e ra tura na q ua l a re c rista liza ç ã o

p o d e o c o rre r. De sta fo rma , p re c ip ita ç ã o e re c rista liza ç ã o e xe rc e m

influê nc ia s mutua me nte . As p a rtíc ula s q ue se p re c ip ita m imp e d e m o

(36)

a sua sub se q üe nte mig ra ç ã o . O s d e fe ito s p re se nte s na re d e c rista lina

a c e le ra m a nuc le a ç ã o d e d e te rmina d a s fa se s q ue p o r sua ve z p o d e

a fe ta r re a rra njo s d e d isc o rd â nc ia s e a mig ra ç ã o d e c o nto rno s d e g rã o .

So me nte q ua nd o a re c rista liza ç ã o é c o mp le ta d a , a nte s d o iníc io d a

p re c ip ita ç ã o , a s d ua s re a ç õ e s o c o rre rã o ind e p e nd e nte me nte [6, 8]_.

4.5.4–RECRISTALIZAÇÃO SECUNDÁRIA E CRESCIMENTO DE GRÃO

Ao c o mp le ta r o p ro c e sso d e re c rista liza ç ã o , a mic ro e strutura d o s

g rã o s re c rista liza d o s nã o e stá to ta lme nte e sta b iliza d a , d a nd o iníc io à

re c rista liza ç ã o se c und á ria . Ne sta e ta p a d o re c o zime nto , a q ua ntid a d e d e

c o nto rno s p a ssa a te r p a p e l fund a me nta l c o mo p o te nc ia l te rmo d inâ mic o

p a ra o c re sc ime nto d e g rã o d iminuind o o núme ro d e g rã o s p o r unid a d e

d e vo lume d e vid o a o a ume nto d o se u ta ma nho , o u se ja , d iminuind o a

á re a to ta l d o s c o nto rno s. Esse a ume nto d o ta ma nho d o s g rã o s p o d e

o c o rre r c o ntinua me nte p a ra to d o s o s g rã o s o u d e ma ne ira d ife re nc ia d a

o nd e a lg uns g rã o s c re sc e m ma is q ue o s o utro s e sã o d e no mina d o s

c re sc ime nto d e g rã o s e re c rista liza ç ã o se c und á ria , re sp e c tiva me nte .

Cre sc ime nto de g rã o: A re c rista liza ç ã o p rimá ria e o c re sc ime nto d e g rã o s

sã o fe nô me no s a tiva d o s te rmic a me nte . O p o te nc ia l te rmo d inâ mic o

ne c e ssá rio p a ra a o c o rrê nc ia d a re c rista liza ç ã o p rimá ria é c e rc a d e d ua s

o rd e ns d e g ra nd e za sup e rio r d o q ue a ne c e ssá ria p a ra o c re sc ime nto d e

g rã o s. Em c o nse q üê nc ia d isso , a ve lo c id a d e d e mig ra ç ã o d e c o nto rno s

d ura nte a re c rista liza ç ã o p rimá ria é ma io r d o q ue d ura nte o c re sc ime nto

d e g rã o s. No c a so d e ha ve re m d o is g rã o s vizinho s d e ta ma nho s d ife re nte s,

o p o te nc ia l te rmo d inâ mic o se rá ma io r q ua nto ma io r fo r a d ife re nç a e ntre

o s ta ma nho s d e sse s g rã o s.

Re c rista liza ç ã o se c undá ria : C o m o té rmino d a re c rista liza ç ã o p rimá ria ,

a lg uns g rã o s p o d e m c o ntinua r c re sc e nd o a lé m d o q ue o s d e ma is,

c a ra c te riza nd o um c re sc ime nto a no rma l d e g rã o s ta mb é m c ha ma d o d e

(37)

a no rma l sã o a he te ro g e ne id a d e d o ta ma nho d e g rã o , a d isp e rsã o d e