Para aumentar a resistência mecânica e a resistência à fratura frágil de um material metálico em baixas temperaturas, é importante considerar os mecanismos que atuam na microestrutura do material. Vamos analisar as alternativas: A) Formação de soluções sólidas substitucionais - Esse mecanismo pode aumentar a resistência, mas não é o mais eficaz em baixas temperaturas. B) Formação de soluções sólidas intersticiais - Esse mecanismo também pode aumentar a resistência, mas não é o principal para fraturas em baixas temperaturas. C) Refino de grão - O refino de grão é um mecanismo muito eficaz para aumentar a resistência mecânica e a tenacidade, especialmente em baixas temperaturas, pois grãos menores dificultam a propagação de trincas. D) Formação de carbetos nos contornos de grão por difusão - Embora isso possa melhorar a resistência, não é o mecanismo mais direto para aumentar a resistência em baixas temperaturas. E) Tratamento térmico de têmpera - A têmpera é um tratamento que aumenta a dureza e resistência, mas a resistência à fratura em baixas temperaturas pode não ser garantida. Diante dessa análise, a alternativa que melhor se encaixa como mecanismo capaz de aumentar a resistência mecânica e a resistência à fratura frágil de um material metálico em baixas temperaturas é: C) Refino de grão.