5- O que é endurecimento por precipitação? Explique o processo em termos de nucleação e crescimento de precipitados, e em quais ligas metálicas ele é comumente aplicado.

Passo 1

O enunciado pede para explicar o endurecimento por precipitação, conteúdo típico de Engenharia de Materiais (tratamentos térmicos), destacando nucleação e crescimento de precipitados e citar ligas metálicas em que isso é usado.

Passo 2

O endurecimento por precipitação é um tratamento térmico em três etapas. Primeiro faz-se uma solubilização: aquece-se a liga a uma temperatura alta para dissolver totalmente os elementos de liga na matriz, formando uma solução sólida supersaturada após têmpera rápida. Em seguida vem o envelhecimento natural (à temperatura ambiente) ou artificial (aquecendo a temperaturas moderadas). Durante o envelhecimento a solução supersaturada torna-se instável e começam a surgir pequenos núcleos do novo composto (precipitados) dentro da matriz.

Passo 3

A nucleação pode acontecer no interior dos grãos (homogênea) ou, mais comumente, em defeitos como contornos de grão e discordâncias (heterogênea), pois ali o consumo de energia é menor. Após formados, esses núcleos crescem gradualmente, mantendo coerência ou semicoerência com a matriz. Os precipitados finos e bem distribuídos criam barreiras ao movimento de discordâncias, aumentando a resistência mecânica. Se o envelhecimento for excessivo (sobreenvelhecimento), os precipitados crescem demais (coalescem), tornandose menos eficazes e reduzindo a dureza.

Passo 4

Esse processo é aplicado em ligas que formam compostos intermetálicos estáveis à temperatura de envelhecimento. Exemplos clássicos:
– Ligas de alumínio série 2xxx (Al–Cu), 6xxx (Al–Mg–Si) e 7xxx (Al–Zn–Mg).
– Superligas de níquel (Ni–Al–Ti).
– Aços maraging e aços inoxidáveis de precipitação (ex.: 17-4 PH).
– Algumas ligas de titânio (Ti–Al–V).

Resposta

O endurecimento por precipitação é um tratamento térmico (solubilização, têmpera e envelhecimento) que gera nucleação e crescimento controlados de precipitados finos capazes de bloquear discordâncias, elevando resistência e dureza; é comumente usado em ligas de alumínio (séries 2xxx, 6xxx, 7xxx), superligas de níquel, aços maraging e inoxidáveis de precipitação, entre outras.

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