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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA
"Júlio de Mesquita Filho"
FEB - FACULDADE DE ENGENHARIA DE BAURU
RELATÓRIO 3
METALOGRAFIA
LABORATÓRIO DE MATERIAIS
João Paulo de Oliveira Freitas – RA 911721
Bauru
2010
A observação metalográfica oferece informações básicas de estruturas dos materiais em estudo, favorecendo a prévia de possíveis problemas que essas peças possam causar durante o uso em uma estrutura.
A metalografia então se divide em dois tipos básicos:
Macrográfico: Que examina o aspecto de uma superfície após devidamente lixada e atacada por um reagente adequado. Por seu intermédio tem-se uma ideia do conjunto, referente á homogeneidade do material, a distribuição e natureza das falhas, impureza e ao processo de fabricação.
Micrográfico: Consiste no estudo dos produtos metalúrgicos, com o auxilio do microscópio, onde se pode observar e identificar a granulação do material, a natureza, a forma, a quantidade, e a distribuição dos diversos constituintes ou de certas inclusões.
No laboratório de materiais foram realizados os dois tipos de metalografia. Primeiro a observação macrográfica e posteriormente a micrográfica.
Para realizar a macrografia, foi escolhida uma peça qualquer disponível no laboratório. Essa peça passou por diversos lixamentos. O lixamento foi dividido por etapas diferenciadas pela numeração da lixa, ou seja, das lixas mais grossas, para as mais finas. Essas lixas apresentam maior rendimento quando em água. É por isso que as peças foram lixadas em um cordão de água corrente.
Para saber o momento certo de se trocar a lixa (aumentar o número de grãos por área), observava-se se os riscos originados pela lixa estavam todos paralelos. Assim que isso ocorria, a peça era rotacionada de 90 graus e dava-se o início de um novo lixamento com uma lixa mais fina até os riscos ficarem todos paralelos novamente.
Figura 1 – Exemplo de processo de lixamento
Ao final do processo de lixamento, a peça foi lavada, misturada em álcool etílico e secada com um secador elétrico. O álcool serve para que a água seque mais rapidamente, devido às ligações químicas que ele faz com a água, favorecendo a sua vaporização.
Figura 2 – Método de secagem da peça
Após a secagem, é realizado o processo de ataque químico com ácido.
Esse ataque foi realizado com o conhecido Nital 10% (Ácido Nítrico + Álcool Etílico). Essa porcentagem de ácido nítrico favorece o ataque suficiente para que se observe a estrutura do material a olho nu.
Ao atacar a peça durante um tempo, deve-se lavá-la e novamente secá-la para posterior observação.
O Nital ataca as concentrações de carbono, e no caso da metalografia, ataca a estrutura perlítica da peça. Sendo assim, as regiões escuras são onde existem as maiores concentrações de perlita.
As peças observadas mostraram ocorrências de soldas malfeitas, com materiais inadequados, como por exemplo, uma peça de aço 1045 soldada com deposição de aço 1020, o que contraria a norma de soldagem que especifica que a soldagem para o 1045 deve ser feita com aço 1045.
Também foi possível observar a presença de peças temperadas. A têmpera aumenta a resistência mecânica da peça superficialmente. O Nital mostrou um contorno constante em um das peças, o que comprova a existência de têmpera na estrutura.
Sendo assim, o ensaio macrográfico favorece a observação rápida e conclusões simples sobre as estruturas dos materiais, principalmente no caso de falhas de construção ou reconstituição do material.
O processo de micrografia já envolve alguns conhecimentos mais avançados.
Para realizar a observação micrográfica, também se realiza o processo de lixamento, igual ao do processo macrográfico. Porém não basta apenas o lixamento. A superfície da peça deve estar polida, ou seja, mais lisa o possível para que a análise microscópica seja feita de forma adequada. Sendo assim, após o lixamento, o polimento é realizado em uma máquina denominada politriz, onde se acrescenta alumina, um líquido que fará, juntamente com a rotação da máquina, o polimento da peça.
Com a peça espelhada, ataca-se com Nital 2%. Essa baixa porcentagem é devido à necessidade de pouco ataque da estrutura perlítica para que não corroa o grão inteiro e assim complique a observação da estrutura no microscópio. O ataque é rápido e logo depois a peça é lavada e secada.
Agora com a peça pronta para observação, ela é fixada no microscópio eletrônico do laboratório, conectado a um microcomputador. Após a fixação é realizada a escolha de aumento e o posicionamento do foco. Onde a perlita foi corroída, o baixo relevo recebe menos raios de luz, sendo assim essas regiões ficam mais escuras sob o microscópio.
Vários materiais foram observados, apresentando regiões martensíticas, regiões perlíticas, estruturas de cementida, austenita retida, inclusões e trincas.
A observação microscópica apresenta, então, maiores informações da estrutura interna do material, dando certeza sobre qual é o metal daquela peça, se ela está sujeita a falhas mecânicas, quais os tratamentos térmicos que foram realizados, entre outras informações que muitas vezes não são possíveis de serem identificadas na macroscopia.
