Curso Online de Fluência

Fluência (Creep)

O que é a fluência?

Deformação permanente que acontece com valores de tensão inferiores ao escoamento mas com uma temperatura elevada.

7/28/2016

Importância da fluência em engenharia:
Por exemplo as pás de uma turbina de um jato;
Tubulações que trabalham em elevadas temperaturas;
Motores elétricos compactos de elevada potência.

Característica da Fluência

Acontece em uma temperatura cerca de 0,4 da temperatura de fusão do material.

Por exemplo o cobre funde a 1356K experimentando fluência a cerca de 550K;

Já o chumbo funde a 600K experimentando fluência na temperatura ambiente.

A resistência ao creep em materiais de engenharia deve ser associada a resistência a corrosão em altas temperaturas: exemplo W tem ponto de fusão 3680K, opera a 2300K em lâmpadas mas em vácuo já que a 800K ele se oxida no ar.

7/28/2016

.

O avanço tecnológico tem demandado materiais resistentes a altas temperaturas
Turbinas, industrias químicas e petroquímicas, reatores nucleares
A degradação poderá ser mecânica como química
Com relação a degradação mecânica, o material apesar de resistir aos esforços a ele submetido, sofre deformação anelástica, alterando suas dimensões com o tempo

Fluência

Deformação Plástica

Quando um metal é tracionado, ele experimenta uma deformação elástica imediata, que aumenta com a tensão e a temperatura.
A deformação total na ruptura também aumenta com essas variáveis.
O tempo anterior à eventual falha relativa à tensão de ruptura diminui à medida que as temperaturas e as tensões aplicadas aumentam.

DEFORMAÇÃO COM A TEMPERATURA:

A energia interna de um metal deformado é maior do que a existente antes da deformação, e a elevação da temperatura pode provocar a movimentação das discordâncias pela ação das tensões internas acumuladas.

Quanto menor o tamanho dos grãos maior é a sua resistência mecânica. Ao deformar-se um metal, os grãos não se separam nos contornos de grãos, mais se deformam interiormente até a ruptura. A ruptura nos contornos pode ocorrer, por exemplo, nos casos de corrosão.

MODIFICAÇÃO DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS E DO TAMANHO DO GRÃO PELA RECUPERAÇÃO, RECRISTALIZAÇÃO E CRESCIMENTO DE GRÃO

A deformação progressiva de um metal a tensão constante.
A fluência depende da temperatura e do tempo.
É significativo em ligas de alumínio a temperaturas superiores a 150°C;
Nos aços, é significativo em temperaturas acima de 350°C.

FLUÊNCIA- “CREEP”

CURVA TÍPICA DE FLUÊNCIA Deformação x tempo

Temperatura constante;
Fluência primária (0 a t1);
Fluência secundária (t1 a t3);
Fluência terciária (t3 a t4);

A velocidade de fluência no primeiro estágio é rápida;
Ao atingir o segundo estágio, a velocidade decresce, quando em seguida cresce novamente com a variação do tempo até que ocorra a fratura intercristalina ou até que o material comece a estrangular-se até a ruptura, geralmente resulta numa combinação de estrangulamento com o desenvolvimento de fissuras internas e outros fatores.

CURVA DE FLUÊNCIA:

A temperatura aumenta a velocidade de fluência, pois o escorregamento torna-se progressivamente mais fácil: a mobilidade dos átomos aumenta rapidamente, as discordâncias adquirem maior mobilidade e novos mecanismos de mobilidade.

Em temperaturas baixas, os movimentos das discordâncias são interrompidos pelos os contornos de grãos ou pelos os átomos impuros, tornando assim a deformação menor.

INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA NA FLUÊNCIA:

REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DA DISCORDÂNCIA EM HÉLICE PRODUZIDA POR ESCORREGAMENTO NUM RETICULADO CÚBICO SIMPLES.