7.10. Deformação

Em geral, os metais e os polímeros são os únicos materiais com ductilidade suficiente para permitir deformações que resultem em alterações apreciáveis na sua estrutura. Para se obterem placas e barras metálicas a partir de lingotes metálicos previamente fundidos, os lingotes devem ser deformados. Podem ser passados entre rolos cilíndricos duros em um processo denominado laminação. Podem ser martelados ou prensados entre matrizes em um processo chamado forjamento. Podem ser empurrados através de uma matriz (como a pasta de dentes é espremida para fora do tubo) durante a extrusão, ou podem ser puxados através de uma matriz, no processo chamado trefilação. Durante qualquer um destes processos, os grãos mudam de forma(Figura 7.v.) à medida que as deslocações (Veja Capítulo 4) passam através deles. As deslocações, ao passarem através dos grãos, em sistemas de escorregamento concorrentes, interagem umas com as outras, produzindo arranjos de deslocações emaranhadas. Este entrelaçamento dificulta a passagem de novas deslocações e, desta forma, faz com que o grão fique mais resistente à deformação. Este processo de endurecimento é denominado endurecimento por deformação (encruamento), porque ocorre quando o metal é deformado. Além de se tornar mais duro durante a deformação, o metal usualmente passa a ter uma orientação preferencial, isto é, as orientações dos grãos se tornam alinhadas entre si. Esta orientação preferencial pode ser a causa de propriedades bastante direcionais em alguns materiais. Outra causa de propriedades direcionais são as impurezas, denominadas inclusões, que tomam uma forma alongada durante a deformação. Estas inclusões se caracterizam por serem ao mesmo tempo duras e frágeis à temperatura ambiente. Os poucos cristais não-metálicos, tais como NaCl ou , que são suficientemente macios para serem deformados, se comportam de modo análogo aos metais: o escorregamento ocorre neles pela passagem de deslocações. Contudo, materiais policristalinos não-metálicos não se deformam por este mecanismo.
As estruturas dos polímeros são também modificadas por deformação, mas a modificação é quase sempre uma direcionalidade maior das cadeias, uma orientação preferencial. Como já foi descrito, os polímeros podem ser conformados a partir de partículas de pó ou de aglomerados de partículas (pellets, pelotas) por moldagem; este processo é muito semelhante ao forjamento de um metal, com a ressalva de que o polímero está sendo aglomerado em uma massa única ao mesmo tempo em que sua forma vai sendo modificada. Chapas de polímeros podem ser obtidas por uma operação semelhante à laminação, com a diferença que o material inicial é pó ou pelotas e não um lingote, e também que a aglomeração e alteração de forma ocorrem ao mesmo tempo. De modo análogo, a extrusão de um polímero usualmente envolve a sua aglomeração antes que seja empurrado através da matriz. Há um processo singular de deformação de polímeros que não tem similar na tecnologia de conformação dos metais. Este processo é o de soprar o polímero até que tome a forma de um “balão”, após o que se corta o balão, obtendo-se folhas muito finas. Estas folhas têm propriedades interessantes, porque são orientadas biaxialmente; as cadeias do polímero são alinhadas no plano da folha, mas suas direções neste plano são aleatórias.

Figura 7.v. – Microestrutura ( microscópio óptico de luz refletida(1)) de um aço (0,6C (%p) trefilado.