Metal+Forma

19 maio 2022

O "choro" do Estanho e os mecanismos de deformação plástica

Você já ouviu falar em um metal que chora? A expressão "choro" ou "grito" do estanho vem da tradução de "tin cry".

A expressão tem origem no som resultante quando é causada uma deformação plástica em uma amostra ou pedaço de estanho. A origem do "grito" do estanho está na formação de maclas (twinning) no metal. O som não é particularmente alto, os termos "chorar" e "gritar" são na verdade um pouco exagerados. S. Embora o choro seja mais típico do estanho, efeito semelhante ocorre em outros metais, como nióbio, índio, zinco e gálio.

Antes de falar sobre o que causa este fenômeno, vamos rever os dois principais mecanismos de deformação plástica em materiais cristalinos:

- Deslizamento por movimentação de discordâncias (dislocations slip): discordâncias são falhas lineares na estrutura cristalina, e se movimentam através de planos preferenciais de deslizamento, conforme ilustrado na Figura abaixo:

Este mecanismo requer o rompimento de apenas uma ligação atômica por vez, o que permite que a deformação plástica aconteça de forma mais fácil (em relação ao rompimento de todas as ligações em um mesmo plano), como mostrado abaixo:

Os planos de deslizamento se caracterizam por uma maior densidade atômica. A combinação entre planos e direções preferenciais de deslizamento leva o nome de sistema de escorregamento ou "slip system". O número de direções e planos disponíveis a cada material depende da configuração das suas células cristalinas unitárias, as mais comuns são CFC, CCC e HC.

Em um metal se deformando plasticamente, novas discordâncias estão constantemente sendo criadas. Na movimentação e multiplicação de discordâncias em um metal encontra-se a causa primordial do fenômeno conhecido como encruamento.

- Formação de maclas ou maclação (twinning):A maclação ocorre em um plano cristalográfico determinado segundo uma direção cristalográfica específica. Tal conjunto plano/direção depende do tipo de estrutura cristalina. A deformação por maclação é um mecanismo importante na deformação plástica de metais HC e CCC, principalmente a baixas temperaturas e em altas velocidades de deformação. A grande diferença é que, na região onde ocorre a macla, o reticulado cristalino se rearranja e muda de orientação a partir de planos de simetria ou espelhamento. Os planos de simetria criados se tornam novos contornos de grão do grão maclado. Sempre que uma macla se forma, dois contornos de grão são formados com ela, como mostrado abaixo.

A macla ocorre de maneira repentina durante o processo de deformação e no momento da formação da macla uma onda acústica é gerada no material, o que explica o "choro" do estanho. No video abaixo é possível ouvir o som característico:

30 abril 2022

"Aquecer ou não Aquecer? Eis a Questão!"

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