Explique a influência dos fatores a seguir sobre a temperatura de recristalização:
a) Grau de encruamento (ou %TF).
a) Grau de encruamento (ou %TF).
Passo 1
O enunciado pede para explicar como o grau de encruamento (ou
) afeta a temperatura de recristalização. O conteúdo aqui é metalurgia física: precisamos entender o que é encruamento (deformação a frio) e como a energia armazenada durante esse processo influencia a nucleação e o crescimento de novos grãos, determinando a temperatura em que a recristalização ocorre.
Passo 2
Definimos o grau de encruamento como a porcentagem de afinamento ou alongamento de uma amostra metálica por deformação plástica e a frio. Chamamos de
a redução de área ou alongamento, e durante essa deformação geramos densidade elevada de discordâncias, acumulando energia interna chamada energia armazenada
.
A temperatura de recristalização é a temperatura mínima na qual as novas células ou grãos livres de discordâncias começam a nucleear e crescer até consumirem a microestrutura encruada. A condição termodinâmica para que isso ocorra é que a diferença de energia livre total, que inclui a energia armazenada
, supere a energia de interface de grão nova.
A temperatura de recristalização
Passo 3
Quando aumentamos
, aumentamos
. Esse acréscimo de energia armazenada eleva a força motriz para formar novos grãos, de modo que menos energia térmica externa é necessária para que a nucleação ocorra. Em outras palavras, quanto maior o encruamento, menor tende a ser
.
Na prática observa-se que abaixo de um crítico (tipicamente em torno de
a
) praticamente não ocorre recristalização, e acima desse valor
cai rapidamente com o aumento de
. Conforme
continua a crescer, a redução em
diminui seu ritmo e tende a um valor mínimo, pois há um limite na taxa de nucleação e no empilhamento de discordâncias.
Na prática observa-se que abaixo de um
Resposta
Com o aumento do grau de encruamento
, cresce a energia armazenada por discordâncias, aumentando a força motriz para a nucleação de grãos livres de defeitos. Assim, a temperatura de recristalização
diminui à medida que
aumenta (até um mínimo prático), e abaixo de um
crítico não há recristalização.