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FLU

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FLU NCIA EM METAIS DEFINI O o fen meno de deforma o lenta, sob a o de uma carga constante aplicada durante longo per odo de tempo a uma temperatura ... – PowerPoint PPT presentation

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Title: FLU


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FLUÊNCIA EM METAIS
2
DEFINIÇÃO
  • É o fenômeno de deformação lenta, sob ação de uma
    carga constante aplicada durante longo período de
    tempo a uma temperatura superior a 0,4 vezes
    Temperatura de fusão em Kelvin
  • Ex Para o Alumínio, Tf 660ºC273K 933K
  • 933K x 0,4 373,2K 273K 100,2ºC
  • Ou seja, o faixa de temperatura a partir da qual
    o alumínio estará sujeito a fluência inicia em
    100,2ºC

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Aspecto da ruptura por fluência
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Redução na tensão máxima admissível em projetos
pelo efeito da fluência.
5
(No Transcript)
6
Redução na tensão máxima admissível em projetos
pelo efeito da fluência.
  • TdfTensão que causa uma deformação por fluência
    de 1 após 100.000 horas na temperatura
    considerada
  • Trf Tensão que causa a ruptura do material por
    fluência após 100.000 horas na temperatura
    considerada
  • LR Tensão de ruptura na temperatura considerada
    ou na temperatura ambiente (o que for menor)
  • LE Tensão de escoamento na temperatura
    considerada ou na temperatura ambiente (o que
    for menor)

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Ensaio de fluência
8
(No Transcript)
9
(No Transcript)
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Ensaio de fluência curva típica
  • Deformação instantânea Efeito do carregamento do
    corpo de prova, do tipo elástica
  • Estágio primário onde a velocidade de fluência é
    rápida ocorre nas primeiras horas. Velocidade de
    def. decrescente -encruamento
  • Estágio secundário A taxa de fluência é
    constante. Estágio de duração mais longo.
    Equilíbrio entre os processos de encruamento e
    recuperação
  • Estágio terciário Aceleração na taxa de
    fluência, estricção seguido de ruptura.

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Efeito da tensão e da temperatura no
comportamento à fluência
  • Quanto maior a temperatura e/ou a tensão maior a
    deformação final por fluência que ocorre em menos
    tempo. Menor o tempo de vida do componente.

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Cavidades nos contornos de grão antes da ruptura
por fluência que é intergranular
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Recuperação e relaxação
  • Uma deformação plástica relativamente apreciável
    permanece
  • A quantidade de deformação permanente depende do
    tempo, da carga da temperatura e do valor da
    tensão.
  • A relaxação corresponde uma queda gradual da
    tensão originariamente produzida pela deformação

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(No Transcript)
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Medida da velocidade de fluência em estado
estacionário
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Tensão que causa uma deformação de 1 em 100.000h
(ou em 10.000h ou 1000h)
  • Em geral a fluência que ocorre no estágio
    primário é rápida (algumas horas) e seu valor
    fica próximo a 1. Essa deformação para a grande
    maioria das aplicações é considerada desprezível
  • Utilizando os resultados dos ensaios típicos de
    fluência pode-se construir um gráfico tensão x
    temperatura para os materiais, onde se determina
    a tensão que causa uma deformação aceitável de 1
    em um determinado intervalo de tempo (1000h
    10.000h ou 100.000h), dependendo do tipo de
    componente, para determinada temperatura

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(No Transcript)
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Fatores que influenciam a resistência à fluência
- tamanho de grão
  • Baixas temperaturas Os contornos de grão freiam
    o movimento das discordâncias Em geral grão
    pequeno melhor.
  • Altas temperaturas Os mecanismos do processo de
    fluência se desenvolvem nos contornos de grão,
    movimentos de vazios e de discordâncias Em geral
    grão grande melhor.
  • No exemplo ao lado, o caso b (fundição
    unidirecional) apresenta tempo de ruptura 2,5X
    maior que o caso a (fundição convencional), e
    9X maior para lâminas monocristalinas.
  • Ao lado, fissuras intergranulares (ao longo do
    contorno de grão) em tubo de aço inoxidável 304

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Fatores que influenciam a resistência à fluência
Composição química
  • Todos os elementos químicos formadores de
    carbonetos (com o carbono do aço) ou precipitados
    de segunda fase nos materiais não ferrosos travam
    o processo de fluência pois dificultam o
    movimento dos contornos de grão.
  • Nos aços, o Molibdênio possui um efeito maior que
    os demais elementos (Ti, V, W, Nb), quando
    adicionado entre 0,5 e 1 .

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Gráfico log. tensão x log. tempo até a ruptura
  • Como os ensaios de fluência tendem a ser muito
    longos, a relação da tensão aplicada e o tempo
    até a ruptura quando graficados em escala
    logarítmica tendem a ser retas. Realiza-se
    ensaios em tensões altas cuja duração do ensaio
    tende a ser pequena e se extrapola as retas para
    valores de tempo maiores.

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Influência da tensão e da temperatura sobre a
velocidade de fluência em estado estacionário.
(estágio secundário de fluência)
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Outros efeitos da alta temperatura
  • Outro efeito degradante que atua sobre os
    materiais quando expostos à alta temperatura,
    além da fluência, é a oxidação superficial.
  • A reação química do material da superfície com o
    meio forma compostos cerâmicos em geral frágeis
    (óxidos, sulfetos etc...) que tendem a quebrar e
    portanto reduzem a seção resistente do
    componente.
  • Em aços se adiciona cromo em teores crescentes
    para aumentar a resistência desses materiais à
    oxidação em temperaturas crescentes.
  • Desta forma aços para trabalho a alta temperatura
    em geral contém Mo de 0,5 até 1 (resistir à
    fluência) e Cr de 1,5 até 9 (para resistir à
    oxidação) antes de se optar por aços de alta
    liga, do tipo inoxidável.

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Oxidação superficial causada pela elevada
temperatura
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Limites de temperatura considerando a oxidação e
a fluência para um tubo de caldeira
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(No Transcript)
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