Nos metais puros a temperatura de recristalização é menor do que nas ligas e o tempo para recristalização prossegue rapidamente. Explique.

Passo 1

Beleza, então a questão diz que “nos metais puros a temperatura de recristalização é menor do que nas ligas e o tempo para recristalização acontece mais rápido” e pede pra explicar por quê. Isso cai na parte de metalurgia, mais precisamente no tópico de recristalização de metais! Para resolver, a gente vai precisar entender o que é recristalização (por que ela rola), qual o papel da energia armazenada no metal e como a presença de outros elementos (solutos) numa liga atrapalha esse processo.

Passo 2

Primeiro, o que é recristalização?
  • Quando um metal puro ou liga é deformado a frio (por exemplo, laminação a frio), ele acumula “energia interna” ao distorcer suas redes cristalinas: surgem muitas discordâncias.
  • A recristalização é o processo pelo qual, ao aquecer, essas discordâncias viram “núcleos” de novos grãos isentos de tensão interna. Esses grãos crescem até substituir a área trabalhada a frio, restaurando a ductilidade.
  • A temperatura de recristalização, , é aquela em que há energia suficiente para ativar a nucleação e crescimento desses grãos novos.

Passo 3

Por que metais puros recristalizam mais fácil que ligas?
  1. Em um metal puro, não tem “átomos estranhos” para travar o movimento das discordâncias. Logo, tanto a nucleação quanto o crescimento dos grãos novos encontram menos barreiras.
  2. Numa liga, os átomos de soluto (ou precipitados) ficam espalhados e “pinam” (seguram) as discordâncias e as fronteiras de grão.
    • Isso eleva a energia de ativação necessária para recristalizar.
    • Na prática, a gente diz que a mobilidade das fronteiras de grão cai, atrasando o processo.

Passo 4

Podemos enxergar isso pela lei de cinética tipo Arrhenius:
velocidade de crescimento propto expl(-QRTr)
  • Em metais puros, é menor (poucas barreiras), então mesmo com relativamente baixo o expoente não fica muito negativo e o crescimento rola rápido.
  • Em ligas, é maior, então a gente precisa de maior para ter a mesma taxa de crescimento, e o processo demora mais tempo a cada passo.

Resposta

Nos metais puros, como há poucas barreiras à mobilidade de discordâncias e fronteiras de grão, a energia de ativação para nucleação e crescimento fica baixa. Aí a temperatura de recristalização é menor e o tempo para recristalizar acontece num pulo. Nas ligas, os átomos de soluto “pinam” esses movimentos, elevando , o que exige temperaturas mais altas e leva mais tempo para a recristalização completar.

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