O tipo de ligação química predominante em ambas as ligas A: Cobre-Níquel e B: Ferro-Carbono é a ligação metálica. A ligação metálica se forma quando os átomos dos metais perdem seus elétrons de valência (os elétrons da última camada), que passam a se movimentar livremente em um "mar de elétrons". Os íons metálicos (cátions) ficam em posições fixas, atraídos por esse mar de elétrons negativamente carregado, o que mantém a estrutura coesa. As características das ligações metálicas são as seguintes: - Elevada condutividade elétrica e térmica: Devido ao movimento livre dos elétrons, a nuvem de elétrons livres facilita o transporte de calor e de carga elétrica. - Ductilidade e maleabilidade: A estrutura permite que as camadas de átomos deslizem umas sobre as outras sem que se rompam as ligações, permitindo que os metais sejam moldados de diferentes formas, como fios (dúcteis) ou chapas (maleáveis). - Brilho metálico: a interação da luz com os elétrons livres na superfície do material confere o brilho característico dos metais. Uma solução sólida ocorre quando um ou mais solutos se dissolvem em um solvente mantendo uma estrutura cristalina homogênea. - Liga A (Cobre-Níquel): O tipo de solução sólida formada é a solução sólida substitucional. Os átomos de níquel, têm tamanho e estrutura cristalina semelhantes aos de cobre, assim, o níquel (soluto) simplesmente substitui os átomos de cobre (solvente) na rede cristalina, mantendo a estrutura original. - Propriedades: Essa combinação resulta em uma liga com maior resistência mecânica do que os metais puros, mantendo boa ductilidade e resistência à corrosão. Liga B (Ferro-Carbono): O tipo de solução sólida formada é a solução sólida intersticial. O átomo de carbono é muito menor que o átomo de ferro. Por isso, ele não substitui o ferro na rede cristalina, mas se acomoda nos "espaços vazios" (interstícios) entre os átomos de ferro - Propriedades: A inserção do carbono nesses espaços dificulta o deslizamento das camadas atômicas, o que aumenta significativamente a dureza e a resistência mecânica do material que é a base da produção de aços. O Ensaio mais comum para determinar a dureza dessas ligas é o Ensaio de dureza Brinell. Ele consiste em aplicar uma carga específica por um período determinado de tempo em um penetrador de esfera de aço ou carbeto de tungstênio contra a superfície do material. Após a remoção da carga, é medido o diâmetro da impressão (marca) deixada na superfície. Quanto menor o diâmetro da impressão, maior a dureza do material, pois ele resistiu mais à penetração. A dureza Brinell (HB) é calculada dividindo-se a carga aplicada pela área da superfície da impressão. A dureza é uma medida da resistência do material à deformação plástica permanente por indentação. O Ensaio mais utilizado para determinar a elasticidade das ligas é o Ensaio de tração. Um corpo de prova do material, com dimensões padronizadas, é submetido a uma força de tração crescente em uma máquina de Ensaio. A força é aplicada ao longo do corpo de prova, esticando-o gradualmente. Durante o Ensaio, a força aplicada e a deformação resultante (alongamento) são registradas e um gráfico de tensão x deformação é gerado. A elasticidade é a propriedade de um material retornar à sua forma original após a remoção da força. No gráfico, a região de elasticidade é a porção inicial da curva, que é reta e ascendente. A inclinação dessa reta é o Módulo de Elasticidade ou Módulo de Young, que é uma medida da rigidez do material e representa sua resistência à deformação elástica. Um Tratamento térmico que pode elevar a tenacidade de uma liga de aço carbono (como a Liga B) é o Revenimento. Comumente, um aço é inicialmente temperado para atingir elevada dureza, porém esse processo o torna extremamente frágil e quebradiço. O Revenimento é um Tratamento térmico que geralmente é feito após a Têmpera (processo de aquecimento e resfriamento rápido para endurecer o aço) A peça de aço temperado é reaquecida a uma temperatura abaixo da temperatura de transformação crítica (Tcrítica) e mantida por um tempo, para depois ser resfriada lentamente ao ar. O Revenimento alivia as tensões internas do material e modifica a microestrutura, transformando a martensita frágil, formada na Têmpera, em martensita revenida, mais dúctil e tenaz. O resultado é um aço com uma boa combinação de dureza e tenacidade, mais resistente à impactos, à quebra e à propagação de trincas.