Identifique a razão para a formação de rechupe na solidificação de metais e ligas metálicas.

Passo 1

Beleza, o exercício pede pra gente descobrir por que surge o “rechupe” (aquele buraco interno) quando metais ou ligas metálicas solidificam. O assunto aqui é Metalurgia, mais especificamente o comportamento do material durante a solidificação.
O que a gente vai precisar saber:
  1. Que na mudança de fase de líquido pra sólido a densidade muda (e o volume se contrai).
  2. Como funciona o preenchimento (alimentação) do metal ainda líquido enquanto a parte externa já cristaliza.

Passo 2

Quando o metal começa a solidificar, parte dele vira sólido primeiro (normalmente nas paredes do molde) e forma um “esqueleto” de cristais (dendritos). Uma coisa importante:
  • No estado líquido a densidade é De.
  • No estado sólido é , que geralmente é maior.
  • Como , o volume muda conforme a densidade.
    Logo, a contração volumétrica é
ou seja, o metal solidificado ocupa menos espaço que o líquido original.

Passo 3

Para compensar essa contração e não criar vácuos, o restante do metal líquido precisa “correr” até as regiões que estão solidificando por último, alimentando a contração. Mas lá dentro do molde:
  1. O esqueleto dendrítico forma canais bem estreitos.
  2. Esses canais dificultam (ou bloqueiam) o fluxo do metal líquido.
    Quando chega na fase final, não sobra líquido suficiente pra preencher tudo. Aí, na região central (ou na última zona a fechar), fica um vazio: o rechupe.

Resposta

O rechupe é resultado da contração volumétrica natural do metal ao solidificar ( ) e da incapacidade do metal líquido remanescente de alimentar as regiões finais devido ao bloqueio causado pela rede dendrítica.

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