apostila - metalografia dos materiais ferrosos

8/20/2019 Apostila - Metalografia Dos Materiais Ferrosos

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Metalografia dos

Materiais errosos

Inclusões

Microconstituintes

Metalografia Quantitativa (TG e PF)Avaliação do teor de carbono pela microestrutura


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Inclusões São pequenas partículas dispersas na matriz metálica.

O efeito das inclusões depende da sua composição, tamanho, forma, quantidade edistribuição.

São prejudiciais quando:- segregadas (distribuídas de forma heterogênea);

- em alta quantidade;

- maior tamanho;- duras e frágeis (carbonetos e nitretos);

- de forma alongadas (trabalho mecânico) – acarretam propriedades anisotrópicas.

Acarretam alta concentração de tensão aumentando a propensão a ruptura por fadiga e altera as propriedades mecânicas do material.


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Inclusões

São menos prejudiciais quando:- distribuídas de forma homogênea;

- menor quantidade;

- menor tamanho;

- menos duras e frágeis (grafita e chumbo);

- de forma esférica.

Esse conjunto de características favorecem as propriedades mecânicas do materiale a peça fica com menos tendência à fratura por fadiga.

O efeito maléfico das inclusões é mais acentuado nos materiais duros do que nos

moles. Nos materiais moles poderá ocorrer redução da concentração de tensões

como resultado das deformações plásticas localizadas, o que não acontece nos

materiais duros


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InclusõesClassificação

ORIGEM - São classificadas em exógenas e endógenas.

a) Exógenas – De origem externa, resultante da entrada de escória juntamente com ometal, da erosão mecânica do refratário do forno ou do material do molde e dereações químicas entre o refratário do forno e o metal e ou a escória.

b) Endógenas – De origem interna e resultantes de reações químicas, transformações eprecipitações que ocorrem dentro de um metal. Como exemplos podem-se citar transformações de óxidos, sulfetos, fosfetos, nitretos e carbonetos, precipitação decobre e de chumbo.

COMPOSIÇÃO QUÍMICA - São classificadas em não metálicas e metálicas.a) Não metálicas – Quando estão sob forma combinada como por exemplo: óxido,

sulfeto, fosfeto, nitreto e carboneto.

b) Metálicas – Quando estão sob forma de elemento puro, como no caso do chumbo edo cobre, inclusive a grafita nos aços grafíticos e ferros fundidos.

PROPÓSITO - São classificadas em desejáveis e indesejáveis.a) Desejáveis – quando produzidas propositalmente. Caso do chumbo e do sulfeto de

manganês para melhorar a usinabilidade.

b) Indesejável – quando surgem não intencionalmente.


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Inclusões

Classificação através da carta da normaASTM E45

TIPOS – A,B,C,DSERIE – Fina e GrossaNIVEL – Quantidade por unidade de área a 100x

Os tipos de inclusões são identificados por meio de ensaio microscópio em

corpo de prova polido e sem ataque. O sulfeto de manganês, sob forma

poligonal globular, dendrítica, etc., ou alongada por ação de deformação

plástica a quente, tem coloração cinzenta-escura; o sulfeto de ferro é

amarelado e a superfície, comumente, é côncava; os óxidos de alumínio sãoescuros e apresentam-se espaçados ou, normalmente, agrupados ou sob a

forma de pequenas partículas esféricas; os silicatos são negros e ficam

concentrados ou alongados e partidos pelo trabalho mecânico a quente.


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Microconstituintes

Os microconstituintes básicos são:

Austenita

Ferrita

Perlita

Cementita

MartensitaLedeburita


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Microconstituintes

Diagrama

Fe-C e Fe-Fe3C


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Microconstituintes

Aço Hipoeutetóide

Aço Hipoeutetóide 1020 Normalizado Aço Hipoeutetóide 1020 Recozido


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Microconstituintes

Aço Eutetóide

Aço Eutetóide 1080 Normalizado Aço Eutetóide 1080 Recozido


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Microconstituintes

Aços Hipereutetóides

Aço Hipereutetóide 1090


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Microconstituintes

Martensita


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Microconstituintes

Bainita


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Microconstituintes

AustenitaMicroestrutura típica de

um aço inoxidável

austenitico, constituída

por grãos poligonais de

austenita.


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Metalografia QuantitativaDeterminação da Fração Volumétrica por contagem manual de pontos

segundo a Norma ASTM E-562

OBJETIVO: Quantificar as partes presentes, devido as propriedades estarem ligadas amicroestrutura.

PRINCÍPIO : Coloca-se uma rede de pontos (grade) sobre a imagem de uma campo de umaamostra metalográfica que está sendo projetada na tela de uma microscópioótico.

PROCEDIMENTO : A - Estime visualmente o percentual do constituinte ou fase que será contada.

B - Selecione a grade adequada de acordo com a fração estimada da fase avaliada.

* 1) Na prática, observamos o tamanho (pequena ou grande), a distribuição (muito oupouco) e a concentração (aberta ou fechada) da fase, colocamos o melhor aumentopara visualizar a fase, onde a mesma não pode tocar dois pontos da grade.

2) Tendo a grade já determinada colocamos um aumento que proporcione boavisualização.

3) Ideal é ter uma grade de 25 e outra de 49 pontos no mínimo.


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C - Coloque a grade escolhida na tela do computador e selecione o aumento a ser

utilizado de forma que dois pontos não toque uma mesma fase. Com o

aumento adequado, o tamanho do constituinte deve ser aproximadamentea metade da distância entre os pontos da grade.

D - Selecione o número de medidas para um intervalo de confiabilidade de 95% Omínimo de campos contados deve ser de 30 (Pode-se na prática executar-se10)

E - Conte e anote o número de pontos da grade que estiverem sobre oconstituinte como 1 e os que caírem na interface como 0,5 (meio) . Em casode dúvida considere sempre como meio .

F - Divida o número encontrado no item anterior pelo número total de pontos dagrade. Obtendo a fração volumétrica parcial.

G - Some os resultados, e tire a média aritmética x 100 , obtendo o resultado finalem (%).


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Metalografia QuantitativaDeterminação da Fração Volumétrica por contagem manual de pontos segundo a

Norma ASTM E-562


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Fração volumétrica de Ferrita:

Grade de 30 pontos

Total de pontos na ferrita: 16,5

Fração volumétrica = n° total de pontos na ferrita / n° total de pontos da grade

Fração volumétrica = 16,5 / 30 = 0,55 x 100 = 55% de ferrita


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Metalografia QuantitativaDeterminação do Tamanho de Grão Médio segundo a Norma ASTM E 112

1 ) Análise de uma Fotomicrografia A ) Geralmente uma foto 10 X 15 B ) Ataque deve ser perfeito sem mascarar o grão C ) Os contornos bem definidos D ) O comprimento da linha teste, geralmente de 100 mm E ) Dividir o resultado em ( mm ) pelo aumento da foto. F ) Equação Básica :

NL=d = LT / P = mm

P = número de interseções

LT = comprimento da linha teste

G ) Número de contagens de 20 à 50 (na prática de 5 à 10) * Começando ou terminando no meio do grão contar 0,5 (meio), quando for ponto triplo

considerar 1,5 (um e meio) e quando for ponto quádruplo considerar como 2(dois). Evitarsempre as poli junções .

H ) Transformar em cm e entrar na fórmula ASTM => G = -10,0 – 6,64 log d


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LT = 100 mmP = 16 interseções

NL=d= LT / P => d = 100/16 = 6,25 mm

Dividido pelo aumento da foto 150x

= 6,25 / 150 = 0,0416 mm (valor na tabela a seguir) = tamanho 6Dividido por 10 (passar para cm)

= 0,0625 / 10 = 0,00416 cm

Formula ASTM:

G = -10,0 – 6,64 log dG=-10 – 6,64 log 0,00416 = 5,8 (valor na tabela a seguir) = tamanho 6


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Metalografia Quantitativa

Determinação do Tamanho de Grão Médio segundo a Norma ASTM E 112


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Pode-se também classificar de modo comparativo com 100x de aumento


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Anexo: Camada Cementada


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Anexo: Aço Ferramenta


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Anexo: Camada descarbonetada


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Anexo: Microestrutura encruada


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Anexo: Defeitos de preparação

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