6.23 A steel part can be made by powder metallurgy (compacting iron powder particles and sintering to produce a solid) or by machining from a solid steel block. Which part is expected to have the higher toughness? Explain.
Passo 1
O enunciado pergunta qual peça de aço terá maior tenacidade: a produzida por metalurgia do pó (compactação
sinterização) ou a usinada a partir de bloco maciço. A tenacidade é a capacidade de um material absorver energia até fraturar, e depende principalmente de defeitos internos (poros, descontinuidades) e da continuidade da microestrutura.
Passo 2
Na peça produzida por sinterização, as partículas de pó nunca se soldam perfeitamente; sobra uma fração de porosidade volumétrica
e interfaces partícula-partícula. Esses poros e junções agem como concentradores de tensão, favorecem a nucleação e propagação de trincas e reduzem a área efetiva que carrega o esforço, diminuindo a energia que o material consegue absorver antes da fratura.
Passo 3
Já a peça usinada a partir de um bloco sólido não apresenta porosidade significativa; sua microestrutura é contínua, com grãos bem coesos e sem descontinuidades internas relevantes. Isso permite maior deformação plástica antes de ocorrer a fratura, elevando tanto a ductilidade quanto a tenacidade, pois a energia aplicada se dissipa por deformação em vez de instantaneamente abrir trincas.
Passo 4
Comparando os dois processos, a presença de poros e interfaces na peça sinterizada reduz muito sua capacidade de absorver energia (tenacidade), enquanto a peça maciça usinada, por ser praticamente isenta de porosidade e ter microestrutura contínua, suporta maior deformação e dissipa mais energia antes de fraturar.
Resposta
A peça usinada a partir de um bloco maciço terá maior tenacidade do que a peça obtida por metalurgia do pó, devido à ausência de porosidade e descontinuidades internas que agem como concentradores de tensão na sinterizada.