• Deformação dos metais
    i)- De que maneira o módulo de cisalhamento condiciona, ou controla, microestruturalmente, a deformação plástica dos metais?
    j)- Esclareça como as discordâncias auxiliam no processo de deformação plástica dos metais.

Passo 1

O enunciado pede duas explicações dentro do tema deformação plástica em metais:
i) de que forma o módulo de cisalhamento G condiciona ou controla, a nível microestrutural, a deformação plástica;
j) como as discordâncias auxiliam nesse processo de deformação plástica.

Passo 2

Para entender i), lembramos que o módulo de cisalhamento G relaciona a tensão de cisalhamento tau com a deformação de cisalhamento gamma via
tau = G,gamma
A deformação plástica em metais começa quando a tensão de cisalhamento resolve-se num plano cristalino e ultrapassa um valor crítico tauc. Experimentos e teoria mostram que
tauc propto G,
ou seja, metais com maior módulo de cisalhamento exigem maior tensão para iniciar o escorregamento de planos atômicos. Microestruturalmente, isso reflete a energia elástica acumulada necessária para mover defeitos e romper ligações numa direção de cisalhamento.
i) O módulo de cisalhamento G controla a deformação plástica porque ele determina o nível de tensão crítica tauc exigido para que planos atômicos deslizem uns sobre os outros. Quanto maior G, mais rígido é o material ao cisalhar, exigindo maior esforço para mobilizar defeitos e iniciar o escoamento plástico.

Passo 3

Para responder j), lembramos que discordâncias são defeitos lineares no empacotamento atômico (de tipo aresta ou parafuso). A deformação plástica nos metais não ocorre por ruptura simultânea de todas as ligações, mas pelo movimento sequencial dessas discordâncias em planos de escorregamento. Cada discordância que se move permite o deslocamento de apenas uma fileira de átomos, reduzindo muito a energia e a tensão necessárias para produzir deformação comparado a um cisalhamento homogêneo ideal do cristal perfeito.
j) As discordâncias viabilizam a deformação plástica ao se moverem sob tensões de cisalhamento relativamente baixas. Cada passo de movimento desloca só um conjunto de átomos, desacoplando o processo em etapas de baixo consumo energético. Assim, elas funcionam como “caminhos” que facilitam o escorregamento, explicando porque metais podem se deformar plasticamente mesmo tendo ligações fortes.

Resposta

i) O módulo de cisalhamento G define a tensão crítica de cisalhamento tauc necessária para que planos atômicos deslizem; quanto maior G, maior a tensão exigida para iniciar a deformação plástica.
j) As discordâncias são defeitos lineares que se movem em etapas sob tensão de cisalhamento, permitindo que os planos atômicos escorreguem progressivamente e reduzindo muito o esforço necessário para a deformação plástica.

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