6- Descreva o mecanismo de propagação de trincas para os modos de fratura dúctil e frágil.

Passo 1

O enunciado pede para descrevemos como se dá a propagação de trincas em materiais submetidos a dois modos de fratura: dúctil e frágil. O conteúdo envolve conceitos de mecânica da fratura, microestrutura do material e mecanismos de deformação plástica versus clivagem.

Passo 2

No caso da fratura dúctil, o material antes de se romper passa por larga deformação plástica. Primeiro surgem microdefeitos ou inclusões onde se concentram tensões; em seguida, esses defeitos nucleiam microvoids (vazios microscópicos). Sob carregamento contínuo, esses microvoids crescem e coalescem, formando um caminho de conexão entre si. A trinca avança de modo estável porque a energia de deformação plástica ao redor do front da trinca dissipa muito esforço. No ruptrure final, é típico observar a superfície em “cup-and-cone” (borda em formato de copo e cone) e lábios de cisalhamento próximos a 45°, evidenciando grande absorção de energia.

Passo 3

Para a fratura frágil, praticamente não há deformação plástica antes do rompimento. O avanço da trinca ocorre por clivagem: as ligações atômicas se rompem quase simultaneamente ao atingir uma tensão crítica local, sem formar microvoids. O crescimento é bastante instável e rápido, pois há pouca dissipação de energia plástica. Microscopicamente surgem superfícies planas ao longo de planos cristalográficos (transgranular) ou ao longo de contornos de grão (intergranular), e macroscopicamente observa-se padrão de “rivers” ou “facetas”, típico de materiais frágeis.

Resposta

Fratura dúctil
A propagação de trinca envolve três etapas principais: nucleação de microvoids em defeitos ou inclusões, crescimento e coalescência desses vazios e avanço estável da trinca. Como há grande deformação plástica, a superfície de ruptura apresenta formato “cup-and-cone” e lábios a 45°, sinalizando alta capacidade de absorção de energia.
Fratura frágil
O material praticamente não se deforma antes de romper; a trinca avança por clivagem das ligações atômicas ao alcançar tensão crítica, sem formação de microvoids e sem dissipação de energia plástica. O crescimento é rápido e instável, e a superfície exibe planos lisos de fratura transgranular ou intergranular, com padrão de “rivers” ou facetas.

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