Para resolver um quebra-cabeça de 100 anos em metalurgia sobre por que os cristais individuais apresentam endurecimento em estágio enquanto outros não, os cientistas do Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL) o levaram ao nível atomístico.
A pesquisa aparece na edição de 5 de outubro da Nature Materials.
Por milênios, os humanos têm explorado a propriedade natural dos metais para se tornarem mais fortes ou endurecerem quando deformados mecanicamente. Em última análise, enraizados no movimento das deslocações, os mecanismos de endurecimento do metal permaneceram na mira dos metalúrgicos físicos por mais de um século.
A equipe liderada pelo cientista de materiais LLNL Vasily Bulatov realizou simulações atomísticas nos limites da supercomputação que são suficientemente grandes para serem estatisticamente representativas da plasticidade cristalina macroscópica, mas totalmente resolvidas para examinar as origens do endurecimento de metal em seu nível mais fundamental de movimento atômico. As simulações foram realizadas nos supercomputadores Vulcan e Lassen no supercomputador Livermore e Mira no Argonne Laboratory Computational Facility.
As raízes do endurecimento do metal permaneceram desconhecidas até 86 anos atrás, quando deslocamentos – defeitos curvilíneos do cristal feitos por desordem da rede – foram propostos como responsáveis pela plasticidade do cristal. Apesar da conexão causal direta entre os deslocamentos e a plasticidade do cristal estar firmemente estabelecida, nenhuma equipe observou o que os deslocamentos fazem in situ – durante a deformação – no material a granel.
“Nós confiamos em um supercomputador para esclarecer o que causa o endurecimento do metal”, disse Bulatov. Em vez de tentar derivar o endurecimento dos mecanismos subjacentes do comportamento de deslocamento, que tem sido a aspiração da teoria de deslocamento por décadas, executamos computador em escala ultra-grande simulações em um nível ainda mais básico – o movimento dos átomos de que o cristal é feito.
A equipe demonstrou que o notório endurecimento escalonado (inflexão) de metais é uma consequência direta da rotação do cristal sob tensão uniaxial. Em desacordo com pontos de vista amplamente divergentes e contraditórios na literatura, os pesquisadores descobriram que os mecanismos básicos do comportamento de deslocamento são os mesmos em todos os estágios de endurecimento do metal.
“Em nossas simulações, vimos exatamente como o movimento de átomos individuais se traduz no movimento de deslocamentos que se combinam para produzir o endurecimento do metal”, conclui Bulatov.
Achou útil essa informação? Compartilhe com seus amigos! 
Deixe-nos a sua opinião aqui nos comentário.
