Normas Para Metalografia

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  • O ENSAIO METALOGRFICO NOCONTROLE DA QUALIDADE

    Andr Lus de Brito BaptstaUFF / EEIMVR - Laboratrio de Metalografia

    ngelo Rosestolato SoaresUFF / EEIMVR - Sistemas Computacionais

    Ivaldo Assis do NascimentoSpectru Ltda - Diviso Instrumental Cientfico

  • NDICE

    O ENSAIO METALOGRFICO NO CONTROLE DE QUALIDADE

    NORMAS UTILIZADAS EM METALOGRAFIA

    MACROGRAFIA

    EXTRAO E SELEO DA AMOSTRA

    CORTE

    EMBUTIMENTO

    LIXAMENTO

    POLIMENTO

    ATAQUE

    INCLUSO

    MICROCONSTITUNTES

    TEXTURAS

    METALOGRAFIA QUANTITATIVA (TAMANHO DE GRO EPROPORO DE FASES)

    AVALIAO DO TEOR DE CARBONO PELA MICROGRAFIA

    MICRODUREZA

  • O ensaio metalogrfico no controle de qualidadeGenericamente o Controle de Qualidade de um produto metalrgico

    pode ser:- dimensional- estruturalDimensional, como o prprio nome indica, aquele que se preocupa

    em controlar um determinado produto em geral acabado ou semi-acabado,quanto s suas dimenses fsicas. Este campo tambm denominado deMetrologia.

    O controle estrutural preocupa-se com o material que forma a pea,sua composio, propriedade, estrutura, aplicao, etc. Classifica-se em:

    a) Ensaios fsicos: destrutivos e no destrutivosb) Anlise qumica.c) Ensaio metalogrfico.d) Ensaios especiais.

    Ensaio Metalogrfico

    Verificaes elementares

    Para se ter uma idia aproximada da natureza de certos materiaismetlicos ou de como certas peas foram fabricadas, pode-se usar osseguintes exames elementares:

    a) Aspecto da superfcie.b) Aspecto da fratura.c) Ao da lima.d) Centelhas ao esmeril.e) Atrao pelo im, sonoridade, etc.Estes exames elementares so rpidos, econmicos e do ao analista

    experimentando uma srie de informaes bsicas.Entretanto, com o incremento da tecnologia, um controle mais severo

    tornou necessrio o exame em laboratrio, com outros meios, ou seja,com mquinas, aparelhos ou instrumentos que forneam, de preferncia,um valor numrico que servir para o confronto com normas eespecificaes.

    Este procedimento constitui um critrio justo e seguro na avaliao dasqualidades dos materiais, contribuindo para a correo dos defeitos e paramelhoria da qualidade. Ambos os controles, na oficina e no laboratrio, secompletam perfeitamente.

    A macro e a micrografia

    O exame metalogrfico procura relacionar a estrutura ntima domaterial s propriedades fsicas, ao processo de fabricao, etc. Pode ser:

    - Macrogrfico

  • - Microgrfico

    Macrografia

    Consiste no exame do aspecto de uma superfcie plana seccionada deuma pea ou amostra metlica, devidamente polida e atacada por umreagente adequado. Por seu intermdio tem-se uma idia de conjunto,referente homogeneidade do material, distribuio e natureza defalhas, impurezas; ao processo de fabricao. Para a macrografia o ao o material de maior interesse. Algumas das heterogeneidades maiscomuns nos aos so as seguintes:

    - vazio, causado pelo resfriamento lento;- segregao, causadas pelas impurezas e outros metais;- dendritas, formao de gros de vrios tamanhos;- trincas, devido s tenses excessivas no resfriamento.

    Tcnica macrogrfica o primeiro passo consiste em saber qual ofim visado e o que se deseja obter. Para isto necessita-se de um corpo deprova escolhido e preparado com critrio. A tcnica do preparo de umcorpo de prova de macrografia abrage as seguintes fases:

    Escolha e localizao a ser estudada, a qual ficar a critrio doanalista, que ser guiado na sua escolha pela forma, pelos dados que sequer obter e por outras consideraes da pea em estudo.

    Um corte transversal permitir verificar:- a natureza do material (ao, ferro fundido);- seo homognea ou no;- forma e intensidade da segregao;- posio, forma e dimenses das bolhas;- forma e dimenses dos dendritas;- existncia de restos do vazio;- profundidade da tmpera, etc.

    Um corte longitudinal ser prefervel quando se quiser verificar:- se uma pea fundida, forjada ou laminada;- se a pea foi estampada ou torneada;- solda de barras;- extenso de tratamentos trmicos superficiais. Etc.

    Preparao de uma superfcie plana e polida na rea escolhida compreende duas etapas:

    a) O corte que feito com serra ou com cortador de disco abrasivoadequado; quando este meio no vivel, recorre-se ao desbaste, que praticado com esmeril comum at atingir a regio que interessa. Todasestas operaes devero ser levadas a cabo com o devido cuidado, demodo a evitar encruamentos locais excessivos, bem como aquecimento amais de 100C em peas temperadas, pois estes fenmenos seriam mais

  • tarde postos em evidncia pelo ataque, adulterando a concluso doexame.

    b) O polimento iniciado com lixa, em direo normal aos riscos jexistentes; passa-se sucessivamente para lixa de granulao mais fina,sempre mudando a direo de 90. Deve-se tomar cuidados especiaispara no arredondar as arestas dos corpos de prova. Aps cada lixamentoa superfcie deve ser cuidadosamente limpa a fim de que o novo lixamentono fique contaminado com resduos do lixamento anterior.

    Neste estgio, a superfcie denota por vezes algumas particularidadestais como:

    - restos do vazio;- trincas, grandes incluses;- porosidades, falhas em soldas.

    Ataque da superfcie preparada Para por em evidncia outrasheterogeneidades, indispensvel proceder-se a um ataque comparativoqumico. De acordo com o material e com a finalidade do exame, tm-sediversos reativos:

    - reativo de iodo;- reativo de cido sulfrico;- reativo de cido clordrico;- reativo Fry;- reativo Heyn.

    Micrografia

    Consiste no estudo dos produtos metalrgicos, com o auxlio domicroscpio, permitindo observar a granulao do material, a natureza,forma, quantidade e distribuio dos diversos constituintes ou de certasincluses, etc. Estas observaes so de grande utilidade prtica.

    Tcnica microgrfica a tcnica do preparo de um corpo de provade micrografia abrange as seguintes fases:

    Preparao da amostra

    O primeiro passo para a obteno de um bom resultado a escolha epreparao adequada da amostra. Esta deve representar a pea emestudo; para isto no deve sofrer qualquer alterao em sua estrutura.

    Um aquecimento demasiado (acima de 100C), deformaes plsticas(em metais moles), ou a formao de novos gros por recristalizaodevem ser evitados. A rea da amostra a ser examinada no deveriaexceder de 1 a 2 cm2, sob pena de se ter um tempo de preparaoexcessivo. Qualquer preparao depende igualmente do material daamostra; a tcnica de lixamento e polimento deve ser adaptada mesma.

    1. Embutimento da amostra

  • A necessidade do embutimento de amostras metalogrficas degrande importncia em micrografia, pois alm de facilitar o manuseio depeas pequenas, evita que corpos de prova com arestas rasguem a lixa eo pano de polimento, bem como evita o abaulamento dos corpos de provadurante o polimento, o que influencia bastante na observao microscpia(facilita a observao dos bordos, que ficam planos). O embutimento comresinas sintticas apresenta ainda as seguintes vantagens:

    a) so neutras em relao as solues de ataque; b) impedem a infiltrao das solues em poros e fendas; c) a dureza pode ser adaptada dureza do material a ser embutido,

    atravs de aditivos especficos. O embutimento pode ser: a) a frio quando se usa resinas sintticas de polimerizao rpida;

    b) a quente quando a amostra embutida em materiaistermoplsticos por meio

    de prensas.

    2. Lixamento ou pr-polimento

    O lixamento essencialmente o processo de preparao de umasuperfcie lisa e plana da amostra metalogrfica para o subsequentepolimento. Para isto, comea-se por lixar a amostra em lixas degranulao cada vez menor, modando de direo (90) em cada mudanade lixa at desaparecerem os traos da lixa anterior.

    De acordo com a dureza da amostra, da presso do trabalho e davelocidade de lixamento surgem deformaes plsticas de toda asuperfcie por amassamento e um aumento de temperatura. Estes fatoresdevem ser evitados ao mximo, pois podem dar origem a uma imagemfalseada. Incluses duras se desgastam menos; aps um certo tempo soarrancadas da superfcie e a depresso resultante preenchida com p ouento exageradamente ampliada. Por isso o requerimento primordial datcnica microgrfica de lixamento :

    a) Escolha adequada do material de lixamento em relao amostra e ao tipo de exame final;

    b) A superfcie deve estar sempre rigorosamente limpa isenta delquidos e graxas que possam provocar reaes qumicas na superfcie.

    c) Na mudana de lixas deve-se limpar perfeitamente a superfcie daamostra.

    d) Riscos profundos que surgiram durante o lixamento, de prefernciadevem ser eliminados por novo lixamento, pois um polimento demoradoem geral no resolva.

    e) Metais diferentes no devem ser lixados sobre a mesma lixa.O lixamento pode ser:

    a) seco: a amostra lixada diretamente sobre a superfcie da lixa;b) mido: este processo facilita o lixamento, evitando aquecimento

    e a formao de poeira no ar;

  • c) manual: quando a amostra trabalhada pelo analistadiretamente sobre a lixadeira;

    d) automtico: o trabalho montono de lixamento substitudo poeeste processo. Diversas amostras so presas em suportes e lixadas sobrea ao de cargas variveis. Pode-se assim comparar diversas amostrassobre as mesmas condies. As lixas normalmente so de carbeto desilcio, com granulao classificada em grupos. O tamanho dos grosdiminui com o aumento deste nmero. Aconselha-se sempre usar lixas domesmo fabricante, pois uma numerao idntica no uma garantiasuficiente para se obter os mesmos resultados. O tratamento diferente damatria-prima e, principalmente, variao do teor de xido de ferro, so ascausas destas diferenas.

    1. Polimento

    Consiste na obteno de uma superfcie isenta de risco, do modo a seobter uma imagem clara ao microscpio. Para isto, inicia-se por poli