Quais os fatores necessários para que ocorra a fluência?
Passo 1
O enunciado pergunta sobre fluência (creep) em materiais, que é a deformação plástica dependente do tempo sob carga constante e abaixo do limite de escoamento. Vamos ver os fatores de engenharia de materiais necessários para que esse fenômeno ocorra.
Passo 2
Definição de fluência: é a deformação que continua a evoluir quando um material está submetido a uma tensão constante
inferior ao seu limite de escoamento, devido a difusão atômica e deslocamento de discordâncias ao longo do tempo.
Passo 3
Os fatores principais que determinam se a fluência ocorrerá são:
- Tensões elevadas, mas ainda abaixo do limite de escoamento, pois é a força motriz para o movimento de discordâncias.
- Temperatura elevada, tipicamente acima de
(temperatura de fusão em escala Kelvin), para ativar processos de difusão. - Tempo de carregamento, já que a fluência é um fenômeno dependente do tempo, com três estágios (primário, secundário e terciário).
- Microestrutura do material (tamanho de grão, fase, precipitados), porque controla as vias de difusão e o deslizamento de discordâncias.
- Ambiente (oxidação, corrosão), pois pode alterar a superfície e promover falha por fluência acelerada.
Passo 4
Explicando cada fator:
- Temperatura (
): aumenta a taxa de difusão atômica e o mecanismo de escorregamento em contornos de grão. - Tensão (
): fornece energia para o movimento de discordâncias; quanto maior, maior a taxa de fluência. - Tempo (
): mesmo sob tensões moderadas, a fluência se acumula lentamente ao longo de horas a anos. - Microestrutura: grãos finos retardam deslocamento por contorno de grão, enquanto grãos grosseiros favorecem difusão.
- Ambiente: ataque químico pode enfraquecer a superfície, acelerar a nucleação de trincas por fluência.
Resposta
Para que ocorra fluência em um material metálico, são necessários simultaneamente:
- Tensão constante abaixo do limite de escoamento.
- Temperatura elevada (
). - Tempo de aplicação da carga.
- Microestrutura favorável ao deslizamento e à difusão.
- Ambiente que não proteja o material contra degradação superficial.