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?
- 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.
- 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.
- Isso eleva a energia de ativação
Passo 4
Podemos enxergar isso pela lei de cinética tipo Arrhenius:
- 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.