macrografia [3]

Os materiais de engenharia:

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Estrutura

Composição

ProcessamentoPropriedades

Aplicações

MetálicosCerâmicosPoliméricosCompósitos

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2>Ref.: ASM Handbook. Metallography and Microstructures, V.9, pp. 23-28, 2004.

Luz: 400-750nm

Ordem de grandeza - macrografia

Ref.: Murphy, D.B. Fundamentals of light microscopy and electronic imaging.John Wiley & Sons, pp. 15-27, 2001.

Análise da macroestrutura preparaçãode amostras

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Etapas: Inspeção preliminarCritérios para análiseIdentificação da amostraExtração da amostra (corte)Desbaste (lixamento)Revelação da macroestruturaAnálise da macroestrutura

Análise macrográfica: avalia heterogeneidades comtamanho macroscópico, como trincas, segregação química,porosidades, textura ou outras irregularidades, os quaispodem comprometer o desempenho das peças fabricadas.

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1) Inspeção preliminar: permite obter informações básicas do material, principalmente de caráter qualitativo, que maisdificilmente serão conseguidas com a extraçãoda amostra.

aspecto da superfície;aspecto da falha / fratura (dúctil/frágil);dureza (ação da lima);composição química (centelhas no esmeril);magnetismo;sonoridade;

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2) Critérios de análise: definição de quais parâmetros estruturaisdeverão ser investigados na amostra em preparação.

Macrografia: defeitos de solidificação, textura,macrosegregação, estrutura brutade fusão, trincas, tratamentos desuperfície.

3) Identificação da amostra: a identificação do material a ser analisado não

permite que haja confusão com outras amostras quepossivelmente também possam estar sendo investigadas.

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4) Extração da amostra (corte): Transversal

LocalizaçãoLongitudinal

corte transversal:natureza do material homogeneidadesegregaçãopresença de defeitosmorfologia dendrítica

corte longitudinal: processo de fabricaçãoroscasqualidade de soldatratamentos superficiais

T L

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Corte com maçarico:

Indicado para corte deamostras de materiaisferrosos em grandesfragmentos, tendo o inconveniente que ointenso aquecimento localpode implicar emalterações estruturais daamostra.

Fonte: Enciclopédia Barsa

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Corte por serramento mecânico:

Aplicado em materiaisem geral, permite bomcontrole do corte. Nãoaplicável a materiaismuito duros.

Fonte: Guia de Ferramentas ABF

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Corte com disco abrasivo:

O corte feito comdiscos de corteabrasivo, sob refrigeração, possibilita obtersecções comboa qualidade ebaixo nível de modificações naestrutura daamostra.

Fonte: Catálogo Strüers

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Disco abrasivo: fabricado com partículas de material cerâmico (Al2O3 ou SiC), aglomeradas com uma resina. Dimensões típicas: ∅ext 235 x 1,5 x ∅furo 19 mm.

materiais “duros” discos “moles”

materiais “moles” discos “duros”

Aspectos construtivos:resistência da resina aglomerantetamanho e velocidade do discotipo de abrasivotamanho de partículadensidade de partículas

Dureza:Al2O3 < SiC

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6) Preparação da superfície da amostra:

estruturaalterada

estruturareal

Lixamento: remoção da camada de material que teve a suaestrutura alterada pelo corte da amostra.

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Desbaste (lixamento) obtenção de uma superfícieadequada para análise

amostra

suporte

abrasivoadesivo

Lixa abrasivo + adesivo + suporte

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Abrasivos materiais cerâmicos de elevada dureza eresistência ao desgaste

Cavaco A retirado da peçade aço B, gerado pelapartícula abrasiva C

Abrasivos comerciais:óxido de alumínio (Al2O3)carboneto de silício (SiC)

Partícula abrasiva observada emlixa #600 por MEV.

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Dureza dos materiais abrasivos :

201Mg3Si4O10(OH)2talco502CaSO2(OH)4gipsita1503CaCO3calcita2004CaF2fluorita5005Ca5P2O12Fapatita6006KAlSi3O8ortoclásio10007SiO2quartzo15008SiAl2F2O4topázio20009Al2O3córindon/alumina2100-WCcarboneto de tungstênio2800-TiCcarboneto de titânio3000-SiCcarboneto de silício3500-B4Ccarboneto de boro800010Cdiamante

dureza Knoopdureza Mohscomposiçãomaterial

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Granulometria das partículas abrasivas:

A granulometriadas partículasusadas nafabricação das lixas écontrolada pelamalha (mesh) daspeneirasutilizadas.

Ref.: BUEHLER® SUM-MET™ - The Science Behind Materials Preparation, 2004.

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Comparação entre lixas (MEV):

lixa #80 lixa #120 lixa #220

lixa #320 lixa #400 lixa #600

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Procedimento prático:pressão uniforme: contribui para a formação de um único

plano de desbaste na amostra.velocidade de desbaste: em processos mecanizados deve

ser criteriosamente escolhida, evitando falhas e aquecimento na peça.

fluxo de água: inibe a formação de pó, além de garantir umbom resfriamento da superfície da amostra.

troca da lixa:

limpeza da peça: evita riscamentos devido contaminação.

#120 #220 #320

90° 90°

lixa

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Superfície lixada de um aço ABNT 1010 (MEV):

lixa #80 lixa #120 lixa #220

lixa #320 lixa #400 lixa #600

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Limpeza da amostra após o lixamento:

visa remover eventuais partículas que possam estaraderidas à superfície recém lixada ou no embutimento. Estas partículas podem comprometer o resultado dapróxima etapa de preparação, o polimento.

Limpeza banho ultrasônico

secagem

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Revelação da estrutura ataque químico(contraste)

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Reativos químicos são aplicados sobre a superfícielixada da peça, promovendo reações químicas quedeixam evidentes os detalhes macroestruturais de interesse.

Resultados

Reativo de iodo:• iodo metaloide 10g• iodeto de potássio 20g• água destilada 100ml

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Revelação da macroestrutura

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Revelação da macroestrutura

22>

Textura em aço 4140 forjado. Ataque: soluçãoAquosa 50% HCl. (ref.: Metallography: An Introduction, Metallography and Microstructures, Vol 9, ASM Handbook, ASM International, 2004, p. 3–20.)

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Revelação da macroestrutura

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Têmpera superficial em aço ferramenta W1 (0,7-1,5C). Ataque: solução aquosa 50% HCl aquecida.(ref.: Metallography: An Introduction, Metallography and Microstructures,Vol 9, ASM Handbook, ASM International, 2004, p. 3–20.)

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Revelação da macroestrutura em soldas

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Trincas por hidrogênio na ZTA numa juntaem ângulo feita com um eletrodo rutílico(ref.: ESAB – Metalurgia da Soldagem, 2004.)

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Revelação da macroestrutura em fundidos

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Macroestrutura de lingotede alumínio fundido.Ataque: reativo de Tucker.(ref.: Metallography: An Introduction, Metallography and Microstructures,Vol 9, ASM Handbook, ASM International, 2004, p. 3–20.)

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Impressão de Baummann

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Utilização de solução aquosa de ácido sulfúrico a 5%sobre superfície da amostra em contato com papelfotográfico identificação de áreas com enxôfre

macrografiaReferências:

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• Metallography: An Introduction, Metallography and Microstructures, Vol 9, ASM Handbook, ASM International, 2004, p. 3–20.• ESAB – Metalurgia da Soldagem, 2004.http://www.esab.com.br/br/por/instrucao/biblioteca/upload/1901102rev0_apostilametalurgiasoldagem.pdf

• Colpaert, H. Metalografia dos Produtos Siderúrgicos Comuns.Ed. Edgard Blucher, São Paulo, 1974.

• STRUERS. Metalog Guide.http://www.struers.com/default.asp?top_id=5&main_id=19&sub_id=22&doc_id=86

• BUEHLER SUM-MET - The Science Behind Materials

Preparation. http://www.buehler-asia.com/brochure/download_Buehler-Sum-Met-English.pdf

• http://www.blucher.com.br/livro.asp?Codlivro=04497

Notas de aula preparadas pelo Prof. Juno Gallego para a disciplina Lab. Materiais de Construção Mecânica I.® 2015. Permitida a impressão e divulgação. http://www.feis.unesp.br/#!/departamentos/engenharia-mecanica/grupos/maprotec/educacional/