Como se dá o aumento de resistência por encruamento em um metal ?

Passo 1

Então, vamos lá! A pergunta que temos é: “Como se dá o aumento de resistência por encruamento em um metal?”. Estamos falando sobre encruamento, que é um fenômeno na ciência dos materiais onde a resistência de um metal aumenta quando ele é deformado plasticamente. Para entender isso, vamos precisar falar sobre a estrutura dos metais e como as deformações afetam essa estrutura.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é encruamento. Quando um metal sofre deformação plástica, ou seja, é esticado ou comprimido além do seu limite elástico, a estrutura cristalina do metal começa a mudar. Isso significa que os grãos (as pequenas regiões ordenadas no metal) podem se alongar e se deformar.

Passo 3

Durante esse processo de deformação, surgem dislocações na estrutura cristalina. Dislocações são como pequenos defeitos na rede cristalina que permitem que o metal se deforme mais facilmente. No início, poucas dislocações facilitam a deformação, mas conforme a deformação continua, mais dislocações se formam.

Passo 4

Com o aumento do número de dislocações, elas começam a interagir umas com as outras. Essas interações criam barreiras ao movimento das dislocações, dificultando ainda mais a deformação do metal. É como se as dislocações estivessem “travadas” umas nas outras, tornando o metal mais resistente.

Passo 5

Além disso, a deformação plástica pode levar ao emaranhamento das dislocações, formando estruturas mais complexas dentro do metal. Esse emaranhamento aumenta a dificuldade para que novas dislocações se movam, o que contribui ainda mais para o aumento da resistência do metal.

Passo 6

Matematicamente, podemos relacionar a resistência aumentada ( sigma) com a densidade de dislocações ( rho) e a resistência ao movimento das dislocações ( alpha). Uma relação simplificada seria:
sigma = sigma0 + alpha cdot G cdot b cdot raizrho
Onde:
  • sigma0 é a resistência inicial do material,
  • G é o módulo de cisalhamento,
  • b é o comprimento de Burgers (uma medida do tamanho das dislocações),
  • rho é a densidade de dislocações.
Isso mostra que, à medida que a densidade de dislocações aumenta ( rho), a resistência também aumenta.

Resposta

O aumento de resistência por encruamento ocorre porque, durante a deformação plástica, aumentam as dislocações no metal. Essas dislocações interagem e formam barreiras que dificultam a movimentação futura, tornando o metal mais resistente.

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