Seja um tratamento térmico completo de envelhecimento por precipitação de uma liga de alumínio. Explique o que ocorre com a microestrutura e as propriedades mecânicas do material se forem utilizados tempos muito longos e muito curtos em cada etapa a seguir:
envelhecimento (precipitação).

Passo 1

O enunciado trata de um envelhecimento por precipitação (“age hardening”) numa liga de alumínio: após têmpera (solução sólida e revenido), realizamos a etapa de envelhecimento a temperatura moderada para formar precipitados que endurecem a matriz. É preciso explicar o que ocorre na microestrutura e nas propriedades mecânicas quando usamos tempos muito curtos (subenvelhecimento) e tempos muito longos (sobreenvelhecimento) nesta etapa.

Passo 2

Tempos muito curtos (subenvelhecimento):
– Na microestrutura aparecem apenas núcleos iniciais de precipitados (zonas GP ou fases theta') em baixíssima densidade e muito finos. Grande parte do soluto ainda permanece em solução sólida.
– Como há pouquíssimos centros de dispersão para discordâncias, o endurecimento é muito menor que o valor máximo: a dureza e a resistência ao escoamento ficam abaixo do pico, enquanto a ductilidade e tenacidade ainda permanecem relativamente altas.

Passo 3

Tempos muito longos (sobreenvelhecimento):
– Os precipitados crescem e se fundem (coarsening ou Ostwald ripening), tornando-se maiores, espaçados e perdendo coerência com a matriz. Passam da fase metastável ( theta') para a fase de equilíbrio ( theta), de tamanho e morfologia mais grosseira.
– A separação entre precipitados fica grande, facilitando o contorno de discordâncias pelo mecanismo de Orowan, reduzindo novamente a dureza e a resistência. A ductilidade e a tenacidade aumentam em relação ao ponto de envelhecimento ótimo.

Resposta

Para tempos muito curtos ocorre subenvelhecimento: poucos precipitados finos e baixa resistência. Para tempos muito longos ocorre sobreenvelhecimento: precipitados grossos e espaçados, perda de coerência e queda de dureza e resistência em relação ao pico.

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