Title

MECANISMOS DE ENDURECIMENTO EM SOLUÇÃO SÓLIDA INTERSTICIAL E SUBSTITUCIONAL: DEDUÇÃO DO CÁLCULO MATEMÁTICO

HARDENING MECHANISMS IN INTERSTITIAL AND SUBSTITUTIONAL SOLID SOLUTION: DERIVATION OF THE MATHEMATICAL CALCULATION

Authorship

MELO, SARAH CATHARINA VITALI DE; NASCIMENTO, LUCIO FABIO CASSIANO; MONTEIRO, SERGIO NEVES

MELO, SARAH CATHARINA VITALI DE

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NASCIMENTO, LUCIO FABIO CASSIANO

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MONTEIRO, SERGIO NEVES

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DOI

10.5151/2594-5327-42387

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Abstract

O endurecimento por solução sólida é um processo essencial para aumentar a resistência de metais, ocorre quando átomos de soluto são introduzidos em uma matriz cristalina. A interação entre as discordâncias e os átomos de soluto, que podem ocupar interstícios ou substituir posições da rede, gera distorções que dificultam o escorregamento, promovendo o endurecimento. Os substitucionais causam distorções esféricas na rede, criando tensões compressivas ou trativas, enquanto os intersticiais, devido ao seu tamanho menor, provocam distorções mais significativas e interagem de forma mais eficaz com as discordâncias. A energia de má adaptação elástica, resultante dessas distorções, é uma parte fundamental do processo de endurecimento. O texto descreve as equações que modelam essas interações, onde a energia de interação é estimada de acordo com o efeito da elasticidade, e como essas variáveis afetam a resistência mecânica. Estudos recentes destacam a importância de controlar a concentração de soluto, o tamanho atômico de solutos e a temperatura para otimizar as ligas metálicas para aplicações avançadas.

SOLID SOLUTION HARDENING IS AN ESSENTIAL PROCESS FOR INCREASING THE STRENGTH OF METALS, OCCURRING WHEN SOLUTE ATOMS ARE INTRODUCED INTO A CRYSTALLINE MATRIX. THE INTERACTION BETWEEN DISLOCATIONS AND SOLUTE ATOMS, WHICH CAN OCCUPY INTERSTITIAL SITES OR REPLACE LATTICE POSITIONS, GENERATES DISTORTIONS THAT HINDER DISLOCATION SLIP, PROMOTING HARDENING. SUBSTITUTIONAL SOLUTES CAUSE SPHERICAL DISTORTIONS IN THE LATTICE, CREATING COMPRESSIVE OR TENSILE STRESSES, WHILE INTERSTITIAL SOLUTES, DUE TO THEIR SMALLER SIZE, CAUSE MORE SIGNIFICANT DISTORTIONS AND INTERACT MORE EFFECTIVELY WITH DISLOCATIONS. THE ELASTIC MISFIT ENERGY RESULTING FROM THESE DISTORTIONS IS A FUNDAMENTAL PART OF THE HARDENING PROCESS. THE TEXT DESCRIBES THE EQUATIONS THAT MODEL THESE INTERACTIONS, WHERE THE INTERACTION ENERGY IS ESTIMATED BASED ON THE ELASTICITY EFFECT, AND HOW THESE VARIABLES IMPACT MECHANICAL STRENGTH. RECENT STUDIES HIGHLIGHT THE IMPORTANCE OF CONTROLLING SOLUTE CONCENTRATION, ATOMIC SIZE OF SOLUTES, AND TEMPERATURE TO OPTIMIZE METALLIC ALLOYS FOR ADVANCED APPLICATIONS

Keywords

mecanismo de endurecimento, solução sólida, átomos substitucionais e intersticiais.

hardening mechanism, solid solution, substitutional and interstitial atoms