(0,6 pontos) O que significa dizer que o material tem uma temperatura de transição dúctil-frágil?
Passo 1
O enunciado nos pede para explicar o que significa dizer que um material tem uma temperatura de transição dúctil-frágil. Esse conceito faz parte da mecânica da fratura e de propriedades de tenacidade de materiais. Para responder, vamos revisar os mecanismos de fratura dúctil e frágil, como a tenacidade varia com a temperatura e então definir formalmente a temperatura de transição.
Passo 2
Fratura dúctil é o modo de ruptura em que o material absorve muita energia antes de romper, apresentando grande deformação plástica. Microscopicamente, esse comportamento ocorre porque há fácil movimento de discordâncias, formação e coalescência de cavidades. Em um teste de impacto, isso se traduz por altos valores de energia absorvida.
Passo 3
Fratura frágil, em contraste, ocorre com pouca ou nenhuma deformação plástica: o material rompe por clivagem ao longo de planos cristalográficos, quebrando-se “de repente” e absorvendo muito pouca energia. Isso resulta em baixa tenacidade e superfícies de fratura planas e brilhantes.
Passo 4
A mobilidade de discordâncias e a ativação de mecanismos plásticos dependem fortemente da temperatura. À medida que a temperatura diminui, fica mais difícil para as discordâncias se moverem, favorecendo a fratura por clivagem em vez da fratura dúctil. Num gráfico típico de energia de impacto
versus temperatura
, aparece uma curva em “S” com um ponto de inflexão onde
cai rapidamente ao reduzir
.
Passo 5
A temperatura de transição dúctil-frágil (em inglês
– Ductile-Brittle Transition Temperature) é o valor de
em que o material muda do comportamento dúctil para o comportamento frágil. Na prática define-se muitas vezes como a temperatura em que a energia de fratura ou absorção de impacto atinge um valor crítico (por exemplo, cerca de
do platô dúctil).
Passo 6
Na engenharia, conhecer
é crucial para garantir que componentes operem acima dessa temperatura, evitando rupturas frágil-catastróficas. Projetos em baixas temperaturas (como em estruturas antárticas ou na indústria petroquímica) devem sempre considerar se o material permanecerá em regime dúctil.
Resposta
Temperatura de transição dúctil-frágil é a temperatura na qual um material deixa de apresentar fratura dúctil (com grande absorção de energia e deformação plástica) e passa a apresentar fratura frágil (com baixa absorção de energia e ruptura por clivagem). Essa temperatura sinaliza o ponto em que a tenacidade cai abruptamente, sendo fundamental para a seleção de materiais em aplicações de baixas temperaturas.