(PETROBRÁS -2014) Um operário comprou uma barra metálica feita de uma liga de cobre com 15% em massa de zinco em solução sólida. A única fase presente nesse metal é cúbica de face centrada, sendo que a barra foi adquirida na condição recristalizada. O operário precisou dobrar a barra para ajustá-la num determinado equipamento. Como o procedimento não foi bem sucedido, ele precisou desdobrá-la, descobrindo, então, que precisava fazer um esforço muito maior que o utilizado no primeiro dobramento. O engenheiro responsável pela área compreendeu rapidamente o que tinha ocorrido e explicou que, nesse caso, a barra sofreu um endurecimento durante o dobramento, causado pela
a) geração e interação das discordâncias (deslocações) com outras discordâncias e com os átomos do soluto de zinco.
b) geração e interação de vacâncias com outras vacâncias e com os átomos de zinco.
c) geração e interação de trincas com outras trincas e com os átomos de zinco.
d) redução da densidade total de discordâncias (deslocações) absorvidas pelos átomos de zinco.
e) redução na densidade total de vacâncias que interagiram com outras vacâncias ou que foram absorvidas pelos átomos de zinco.

Passo 1

Vamos lá! A questão fala sobre uma barra metálica feita de uma liga de cobre com 15% de zinco. Quando o operário tentou dobrar e depois desdobrar a barra, percebeu que precisou de mais força na segunda tentativa. Isso indica que a barra ficou mais dura após a primeira dobra. Para resolver isso, vamos precisar entender o que causa esse endurecimento em metais, especialmente em ligas como a de cobre e zinco.

Passo 2

Primeiro, precisamos saber que quando deformamos um metal, como ao dobrar uma barra, estamos mexendo nas estruturas internas dele. Nos metais, os átomos estão organizados em redes cristalinas, e nessa liga específica de cobre e zinco, a estrutura é cúbica de face centrada (FCC). Essa estrutura permite que os átomos ‘deslizam’ facilmente, mas ao dobrar a barra, isso muda.

Passo 3

O endurecimento que a barra sofreu é conhecido como “endurecimento por deformação” ou “endurecimento por encruamento”. Isso acontece porque, durante a deformação, dislocações (ou deslocações) são geradas. Dislocações são como ‘falhas’ na rede cristalina que facilitam o movimento dos átomos quando uma força é aplicada.

Passo 4

Quando as dislocações aumentam, elas começam a interagir umas com as outras e com os átomos de zinco presentes na liga. Essa interação dificulta o movimento das dislocações, o que torna o metal mais resistente e, consequentemente, mais difícil de dobrar novamente sem aplicar mais força.

Passo 5

Além disso, os átomos de zinco atuam como obstáculos para o movimento das dislocações. Eles “pinchan” as dislocações, dificultando ainda mais o deslocamento dos planos atômicos durante a deformação. Isso contribui significativamente para o aumento da resistência do material.

Resposta

A alternativa correta é a) geração e interação das discordâncias (deslocações) com outras discordâncias e com os átomos do soluto de zinco.

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