Relacione os principais metais que são utilizados em aplicações estruturais aos seus respectivos sistemas cristalinos

Passo 1

Beleza, o exercício pede pra gente relacionar os principais metais usados em aplicações estruturais (tipo infraestrutura, construções, peças de avião, carro etc.) com o sistema cristalino de cada um.
Conteúdo: cristalografia de metais (sistemas cristalinos mais comuns: cúbico de corpo centrado – BCC, cúbico de faces centradas – FCC e hexagonal compacto – HCP).
O que vamos precisar: entender o que é célula unitária, reconhecer BCC, FCC e HCP e depois apontar qual metal “casa” com qual sistema.

Passo 2

Primeiro, a teoria básica de sistemas cristalinos:
  • Célula unitária: é o “tijolinho” mínimo que se repete para formar o cristal.
  • BCC (body‐centred cubic): cada célula tem átomos nos 8 vértices e 1 no centro. Coordenação 8.
  • FCC (face‐centred cubic): átomos nos 8 vértices e 6 centros de face. Coordenação 12.
  • HCP (hexagonal close‐packed): estrutura hexagonal com 12 átomos coordenados de forma “compacta”.

Passo 3

Agora, os metais e seus sistemas (em temperatura ambiente):
  1. Ferro (α-Fe – ferrita):
    • Sistema: cúbico de corpo centrado (BCC).
    • A ferrita é a fase do ferro abaixo de 912 °C.
  2. Alumínio (Al):
    • Sistema: cúbico de faces centradas (FCC).
    • Alta ductilidade e boa conformabilidade vêm do alto número de vizinhos (12).
  3. Cobre (Cu):
    • Sistema: cúbico de faces centradas (FCC).
    • Usado em estruturas elétricas e algumas fixações.
  4. Titânio (Ti – fase α):
    • Sistema: hexagonal compacto (HCP).
    • Usado em ligas de alta resistência, principalmente na fase HCP até ~882 °C.
  5. Magnésio (Mg):
    • Sistema: hexagonal compacto (HCP).
    • Leve, usado em ligas para reduzir peso em aeronaves e automóveis.

Resposta

  • Ferro (α-Fe): BCC
  • Alumínio (Al): FCC
  • Cobre (Cu): FCC
  • Titânio (Ti – fase α): HCP
  • Magnésio (Mg): HCP

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