3-Justifique por que não é possível endurecer uma liga Cu-10%Ni via precipitação e comente sobre outras 2 alternativas para o aumento de resistência desta liga?

Passo 1

O enunciado pede para justificar por que uma liga Cu–10 %Ni não pode ser endurecida por precipitação e, em seguida, indicar duas outras formas de aumentar a resistência dessa liga. O conteúdo envolve diagrama de fases e mecanismos de endurecimento em metais.

Passo 2

No diagrama de fases Cu–Ni existe solução sólida completa em todas as composições, tanto na fase líquida quanto na fase sólida. Isso significa que, ao esfriar a liga Cu–10 %Ni do estado líquido até a temperatura ambiente, não se formam fases secundárias nem precipitados; o níquel permanece dissolvido no cobre. Como não há nenhum soluto em excesso que se torne precipitável, não há como realizar endurecimento por precipitação nessa liga.

Passo 3

Uma maneira de aumentar a resistência é o endurecimento por deformação a frio. Ao deformar plasticamente a liga em temperatura ambiente (por exemplo, laminação ou estiramento), gera-se um grande número de discordâncias que se entrelaçam e dificultam o movimento umas das outras. O aumento de densidade de discordâncias eleva a tensão de escoamento e a resistência última do material.

Passo 4

Outra alternativa é o refino de grão usando termomecânica controlada. Pela relação de Hall–Petch,
\sigma_y = \sigma_0 + k\,d^{-1/2},
onde \sigma_y é a tensão de escoamento, d é o tamanho médio de grão e k é uma constante do material. Reduzindo-se o tamanho de grão (por recristalização controlada ou processos de deformação severa seguida de tratamento térmico), aumentam-se os contornos de grão e, consequentemente, a resistência.

Resposta

Não se obtém precipitados em Cu–10 %Ni devido à solubilidade sólida completa entre Cu e Ni; portanto, não é possível endurecer essa liga por precipitação. Duas alternativas viáveis são o endurecimento por deformação a frio e o refino de grão via controle termomecânico.

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