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,
onde
é a tensão de escoamento,
é o tamanho médio de grão e
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.