Explique a influência dos fatores a seguir sobre a temperatura de recristalização:
b) Pureza da liga
b) Pureza da liga
Passo 1
O enunciado pede para explicarmos como a pureza da liga influencia a temperatura de recristalização. Este tópico faz parte da metalurgia física, mais precisamente do estudo do processo de recristalização de metais que sofreram deformação plástica. Para isso, precisamos entender como impurezas (átomos de soluto, inclusões, elementos de liga) atuam como obstáculos ao movimento de discordâncias e à nucleação de novos grãos.
Passo 2
Primeiro, recordemos o que é temperatura de recristalização,
. Após deformar plasticamente um metal, ele acumula alta densidade de discordâncias. Ao aquecer, acima de certa
, surgem novos grãos livres de tensões internas, consumindo a estrutura deformada. Essa temperatura depende de fatores como grau de deformação, tamanho de grão, velocidade de aquecimento e, aqui, pureza da liga.
Passo 3
Átomos de impurezas e elementos de liga se posicionam em sítios intersticiais ou substitucionais, distorcendo localmente a rede cristalina. Essas distorções interagem fortemente com discordâncias, dificultando seu deslizamento e a reorganização necessária para nucleação de grãos recristalizados. Em ligas impuras, a energia de ativação para recristalização aumenta, elevando
.
Passo 4
Em ligas de alta pureza (quase metal puro), há poucos obstáculos ao movimento de discordâncias. Com isso, a reorganização celular e a formação de núcleos recristalizados exigem menor energia, reduzindo a
. Já em ligas com muitas impurezas, aumenta-se o pinning das discordâncias e o efeito “solute drag”, retardando a mobilidade de contornos e exigindo temperaturas mais elevadas para completar a recristalização.
Passo 5
Resumindo, existe uma relação inversa entre pureza e facilidade de recristalização:
- Quanto maior a pureza (menos impurezas), menor é a
. - Quanto menor a pureza (mais impurezas/elementos de liga), maior será a
.
Resposta
Quanto maior a pureza da liga, menor a temperatura de recristalização, pois há menos impurezas prendendo discordâncias. Em ligas menos puras, as impurezas aumentam o obstáculo ao movimento de discordâncias e elevam a energia de nucleação, resultando em
mais alta.