Defeitos Interfaciais

Defeitos interfaciaisEnvolvem fronteiras (defeitos em duas dimensões) e normalmente separam regiões dos materiais de diferentes estruturas cristalinas ou orientações cristalográficasEssas imperfeições incluem:

Superfície externaContorno de grãoFronteiras entre fasesMaclas ou TwinsDefeitos de empilhamento

Superfícies externas

Na superfície os átomos não estão completamente ligados Então o estado energia dos átomos na superfície é maior que no interior do cristalOs materiais tendem a minimizar estáenergiaA energia superficial é expressa em erg/cm2

ou J/m2)

Contornos de Grão

Corresponde à região que separa dois ou mais cristais de orientação diferenteNo interior de cada grão todos os átomos estão arranjados segundo um único modelo e única orientação, caracterizada pela célula unitária

Contornos de Grão

Os átomos próximos aos contornos (a) não possuem uma distância de equilíbrio ou arranjo definido. Grãos e contornos de grão em uma amostra de aço inoxidável ferrítico (b).

Fonte: Donald R. Askeland; Pradeep P. Phulé - The Science and Engineering of Materials, 4th ed.

Contornos de grãos vistos por MO

Fonte: material Profa. Eleani Maria da Costa DEM/PUCRS

Formação do Grão

A forma do grão A forma do grão éécontroladacontrolada:- pela presença dos grãos circunvizinhos

O tamanho de grão O tamanho de grão éécontroladocontrolado- Composição- Taxa de cristalização ou solidificação

Contornos de macla (“twin”)

Aplicação de tensão em um cristal perfeito (a) pode causar um deslocamento dos átomos, (b) resultando na formação de uma macla.

Fonte: Donald R. Askeland; Pradeep P. Phulé - The Science and Engineering of Materials, 4th ed.

As maclas resultam de deslocamentos atômicos que são produzidos a partir de:

Forças mecânicas de cisalhamentoTratamentos térmicos de recozimento realizado após deformação

Defeitos interfaciais diversos

Falhas de empilhamento:São encontrados em metais CFCInterrupção na seqüência de empilhamento ABCABC

Contornos de faseMateriais de múltiplas fases, através dos quais háuma mudança repentina nas características físicas e/ou químicas

Interfaces (fronteiras entre fases)

Fonte: Donald R. Askeland; Pradeep P. Phulé - The Science and Engineering of Materials, 4th ed.

Exemplos de interfaces: (a) um precipitado não-coerente não possui relação com a estrutura cristalina da matriz metálica; (b) um precipitado coerente se forma de modo a preservar a integridade da rede cristalina. Existe relação entre a estrutura do precipitado e da matriz metálica.

Defeitos Volumétricos

Defeitos volumétricos

São introduzidas no processamento do material e/ou na fabricação do componenteSão eles:

Inclusões - Impurezas estranhasPrecipitado - são aglomerados de partículas cuja composição difere da matriz

Fases - forma-se devido à presença de impurezas ou elementos de liga (ocorre quando o limite de solubilidade éultrapassado)

Porosidade - origina-se devido a presença ou formação de gases

Inclusões

INCLUSÕES DE ÓXIDO DE COBRE (Cu2O) EM COBRE DE ALTA PUREZA (99,26%)LAMINADO A FRIO E RECOZIDO A 800o C.

Porosidade

COMPACTADO DE PÓ DE FERRO,COMPACTAÇÃO UNIAXIAL EM MATRIZ DE DUPLO EFEITO, A 550 MPa

COMPACTADO DE PÓ DE FERRO APÓS SINTERIZAÇÃO

A 1150oC, POR 120min EM ATMOSFERA DE HIDROGÊNIO

Exemplo de partículas de segunda fase

A MICROESTRUTURA É COMPOSTA POR VEIOS DE GRAFITA SOBRE UMA MATRIZ PERLÍTICA.CADA GRÃO DE PERLITA, POR SUA VEZ, É CONSTITUÍDO POR LAMELAS ALTERNADAS DEDUAS FASES: FERRITA (OU FERRO-A) E CEMENTITA (OU CARBONETO DE FERRO).