(1,0 Pontos) Quais são as consequências do resfriamento de ligas isomorfas fora das condições de equilíbrio

Passo 1

O enunciado pergunta quais são as consequências de se resfriar uma liga isomorfa fora das condições de equilíbrio. O conteúdo envolvido é solidificação e diagrama de fases, e vamos precisar entender como funciona a difusão de soluto no sólido e o que acontece quando essa difusão é insuficiente durante o resfriamento.

Passo 2

Em resfriamento em equilíbrio (cooling rate muito lento) ocorre difusão completa do soluto no sólido recém-formado: cada fração sólida que aparece se ajusta à composição do diagrama de fases. Isso gera microestrutura homogênea e a regra da alavanca (lever rule) prediz bem as porcentagens de fases.

Passo 3

Quando o resfriamento é rápido (fora do equilíbrio), a difusão no sólido é muito limitada. As células ou dendritas que se formam crescem com um núcleo que aprisiona o soluto e só na região entre dendritas (interdendrítica) ocorre enriquecimento de soluto. Isso causa microsegregação, também chamada de “coring” ou “efeito de cerne”.

Passo 4

A microsegregação leva a perfis de composição não uniformes dentro do grão: o centro da célula/dendrita fica pobre em soluto e as bordas ricas em soluto. Além disso, podem aparecer fases secundárias precipitadas nas regiões mais ricas, gerando dureza e resistência mecânica variáveis no material.

Passo 5

Na prática, essas variações de composição e propriedades geram tensão residual, potencial para trincas e corrosão intergranular localizada. Para eliminar esse problema costuma-se realizar tratamento térmico de homogeneização, redistribuindo o soluto e estabilizando as propriedades.

Resposta

  • Microsegregação (coring): perfil de composição não uniforme no interior dos grãos
  • Formação de dendritas ou células com região interdendrítica enriquecida em soluto
  • Precipitação localizada de fases secundárias nas zonas ricas em soluto
  • Variação de dureza e propriedades mecânicas dentro do mesmo material
  • Aumento de tensões residuais e suscetibilidade à corrosão intergranular
  • Necessidade de tratamento térmico de homogeneização para restaurar uniformidade

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