Quais os tipos de discordância? Como elas ajudam para a maior resistência do material?

Passo 1

O enunciado pede que identifiquemos os principais tipos de discordância (dislocação) em um cristal metálico e expliquemos por que a presença dessas discordâncias torna o material mais resistente. O conteúdo é metalurgia física, em especial a teoria de dislocações e o endurecimento por deformação plástica.

Passo 2

Discordância de aresta
Numa discordância de aresta temos um “meio plano extra” de átomos inserido no cristal. O ápice desse plano gera um campo de tensões compressivas acima dele e de tração abaixo dele. A linha de discordância é a aresta desse plano extra, e seu vetor de Burgers b é perpendicular à linha da dislocação.

Passo 3

Discordância de parafuso
Aqui o cristal se deforma por um deslocamento helicoidal: cortamos o cristal, deslocamos uma das faces um passo atômico paralelo ao plano de corte e “colamos” de volta. A linha de discordância segue o eixo desse parafuso, e o vetor de Burgers b é paralelo à própria linha de dislocação.

Passo 4

Discordância mista
Na prática quase todas as discordâncias têm caráter misto, ou seja, parte do comprimento da linha comporta-se como discordância de aresta e outra parte como discordância de parafuso. O vetor de Burgers mantém-se constante ao longo da linha, mas a orientação da linha varia, gerando regiões com geometria de aresta e regiões com geometria de parafuso.

Passo 5

Como as discordâncias aumentam a resistência do material
  1. Para deformar plasticamente um metal, as discordâncias devem se mover por planos cristalográficos.
  2. Ao deformar, mais discordâncias são geradas e elas se cruzam, formando “florestas” de discordações que atuam como obstáculos mútuos.
  3. Cada obstáculo exige um esforço extra (tensão) para que uma discordância ultrapasse outra, aumentando a tensão de escoamento do metal.
  4. Esse fenômeno é conhecido como endurecimento por deformação (ou trabalho a frio): à medida que a densidade de discordações cresce, cresce também a resistência mecânica.

Resposta

Tipos de discordância:
  • Discordância de aresta
  • Discordância de parafuso
  • Discordância mista
Essas discordâncias aumentam a resistência do material porque, ao se acumularem e interagirem (formando obstáculos mútuos), exigem tensões cada vez maiores para que novas deformações plásticas ocorram (endurecimento por deformação).

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