Endurecimento por precipitação
O endurecimento por precipitação, ou endurecimento por envelhecimento, é um processo de tratamento térmico que aumenta a resistência ao escoamento de materiais maleáveis. Consiste em aquecer uma liga para dissolver elementos solutos (solubilização), resfriá-los rapidamente (têmpera) para aprisioná-los em uma solução sólida supersaturada e, em seguida, envelhecê-los a uma temperatura mais baixa para permitir a formação de partículas finas de uma segunda fase (precipitados), que obstruem o movimento das discordâncias.
A descoberta do endurecimento por precipitação por Alfred Wilm foi acidental. Ao estudar uma liga de alumínio contendo cobre, magnésio e manganês (posteriormente denominada duralumínio), ele notou que sua dureza aumentava ao longo de vários dias após o resfriamento rápido, mesmo à temperatura ambiente. Esse fenômeno é hoje compreendido como um processo de três etapas. Primeiro, no tratamento de solubilização, a liga é aquecida a uma temperatura suficientemente alta para dissolver todos os átomos do soluto em uma solução sólida monofásica. Segundo, a liga é resfriada rapidamente em um meio como a água, que congela os átomos em seus lugares, criando uma solução sólida supersaturada. Esse estado é termodinamicamente instável. Terceiro, durante o envelhecimento (seja à temperatura ambiente ou a uma temperatura elevada), os átomos do soluto supersaturado se difundem e se aglomeram para formar partículas extremamente pequenas e coerentes de uma nova fase, chamadas precipitados.
Esses precipitados atuam como poderosos obstáculos ao movimento de discordâncias, que são as principais responsáveis pela deformação plástica em materiais cristalinos. A eficácia do reforço depende do tamanho, da forma e da distribuição desses precipitados. Inicialmente, à medida que os precipitados se formam e crescem, a resistência aumenta. No entanto, se o processo de envelhecimento continuar por muito tempo (envelhecimento excessivo), os precipitados tornam-se muito grandes e perdem a coesão com a matriz, permitindo que as discordâncias os contornem com mais facilidade, o que leva a uma diminuição da resistência. Esse processo permite o ajuste preciso das propriedades mecânicas de uma liga.
UNESCO Nomenclature: 3308
Metalurgia
Interrupção
Revolucionário
Precursores
- descoberta de deslocamentos em cristais por Vito Volterra e outros
- Compreensão da difusão em estado sólido e da equação de Arrhenius
- desenvolvimento de fornos de tratamento térmico controlado
- Técnicas metalográficas para observação de microestruturas, pioneiras de Henry Clifton Sorby.
Aplicações
- ligas de alumínio de alta resistência (ex.: 2024, 7075) para estruturas de aeronaves
- Aços maraging para ferramentas, revestimentos de foguetes e trens de pouso.
- Superligas à base de níquel (ex.: Inconel 718) para pás de turbina de motores a jato.
- Ligas de cobre-berílio para ferramentas anti-faísca e molas de alto desempenho.
- aços inoxidáveis especiais (ex: 17-4ph)
Ideias de Inovação Potencial
Devido ao tráfego de bots de coleta de dados, atualmente superior a 40 mil por dia, este conteúdo é reservado aos membros da comunidade.
> Login < ou > Registrar < (100% gratuito) para acessar isso, assim como todo o restante do conteúdo e das ferramentas restritas.
Relacionado a: endurecimento por precipitação, endurecimento por envelhecimento, tratamento térmico, limite de escoamento, deslocamento, precipitado, duralumínio, superliga, metalurgia, mecanismo de reforço.