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CENTRO UNIVERSITRIO DO SUL DE MINAS UNIS-MG

CENTRO UNIVERSITRIO DO SUL DE MINAS UNIS-MGUNIDADE DE GESTO DE ENGENHARIA, ARQUITETURA E TECNOLOGIA - GEAT

ENGENHARIA MECNICA

DBORAH CRISTINA LIMAERIK WILLIAM DE LIMA

TTULO: ENSAIO METALOGRFICO

Varginha-MG2014

DBORAH CRISTINA LIMAERIK WILLIAM DE LIMA

TTULO: ENSAIO METALOGRFICO

Trabalho Acadmico apresentado para cumprir um dos requisitos na disciplina TECNOLOGIA DE MATERIAIS-I do curso de Engenharia Mecnica.

Varginha-MG2014

FOLHA DE AVALIAO

DBORAH CRISTINA LIMAERIK WILLIAM DE LIMA

TTULO: ENSAIO METALOGRFICO

Trabalho Acadmico apresentado ao Prof. Fabiano Farias de Oliveira do Curso de Engenharia Mecnica do Centro Universitrio do Sul de Minas, UNIS-MG, como um dos requisitos para avaliao de trabalho acadmicos na disciplina TECNOLOGIA DOS MATERIAS-I.

Avaliado com nota: ___________

Data / /

_________________________________________________________Prof. Fabiano Farias de Oliveira

OBS.:

Dedico este trabalho a todos aqueles contriburam para sua realizao.

Agradeo aos meus colegas, professores e a minha famlia por terem ajudado na construo deste trabalho.

Reaja com inteligncia mesmo a um tratamento no inteligente.Lao-TseRESUMO

Este trabalho apresenta um estudo sobre o ensaio metalgrafo, dispositivos utilizados, preparao dos corpos de prova e suas normas regentes. Ser apresentado tambm os ensaios realizados nas aulas prticas da disciplina em laboratrio.

ABSTRACT

This work presents a study about the metallographic test, utilized devices, preparation of specimens test and its regent standards. It will be presented also the realized tests in the practical classes of the discipline in lab.

SUMRIO

INTRODUO 9

1 1 METALOGRAFIA........................................................................102 1.1 Classe de ensaios metalogrficos...........................................10

1.1.2 Metalografia qualitativa.........................................................10

1.2.3 Metalografia quantitativa.......................................................11

2 PREPARAO PARA ANALISE METALOGRAFICA................122.1 Escolha do material.................................................................122.2 Corte........................................................................................122.3 Lixamento................................................................................132.3.1 Procedimento para lixamento...............................................142.4 Polimento.................................................................................142.4.1 Procedimento para polimento...............................................153 LAVAGEM...................................................................................164 ANLISE DE INCLUSES NO MICROSCPIO........................165 ATAQUE QUMICO.....................................................................176 METODOLOGIA E RESULTADOS.............................................177 CONCLUSO..............................................................................20REFERENCIA BIBLIOGRAFICA....................................................21

INTRODUO

O controle de qualidade de um produto metalrgico pode ser estrutural e dimensional. O dimensional trata de controlar as dimenses fsicas de determinado produto, nomeada Metrologia. J o controle metalrgico preocupa-se com qual material fabricado determinada pea, sua composio, propriedade, estrutura e aplicao, e esse controle pode ser realizado com o auxlio dos ensaios metalograficos.

1 METALOGRAFIA

O estudo das caractersticas estruturais ou da constituio dos metais e suas ligas, para relacion-los com suas propriedades fsicas, qumicas e mecnicas.Para se conseguir essa relao entre estrutura observada ao olho n, lupa ou microscpio com as propriedades mecnicas, deve-se seguir uma linha definida de procedimentos. o que chamamos de ensaio metalogrfico.Para a realizao da anlise, o plano de interesse da amostra cortado, lixado, polido e atacado com reagente qumico, de modo a revelar as interfaces entre os diferentes constituintes que compe o metal.

1.1 Classe de ensaios metalogrficos

Quanto ao tipo de observao, est subdivida basicamente em duas classes:- Microscopia: Analise feita em um microscpio com aumentos que normalmente so 50X, 100X, 200X, 500X, 1000X, 1500X e 2500X.- Macroscpica: Analise feita a olho nu, lupa ou com utilizao de microscpios estreos (que favorecem a profundidade de foco e do, portanto, viso tridimensional da rea observada) com aumentos que podem variar de 5X a 64X.

1.1.2 Metalografia qualitativaConsiste apenas em observar a microestrutura, determinando-se quais so os microconstituintes que a compe. Os microconstituintes variam de acordo com o tipo de liga analisada e de acordo com os tratamentos trmicos, tratamentos mecnicos, processos de fabricao e outros processos a que o material haja sido submetido. Para os aos, os principais constituintes so: ferrita: composta por ferro e baixssimo teor de carbono; perlita: composta por ferro e cerca de 0,8% de carbono; martensita: resultante de tratamentos trmicos de tmpera; austenita: constituinte bsico dos aos inoxidveis.

1.1.3 Metalografia quantitativa

O objetivo da metalografia quantitativa determinar o tamanho mdio dos gros, a porcentagem de cada fase constituinte do material, a forma e o tipo de incluses no metlicas, a forma e o tipo da grafite, no caso de ferros fundidos e outros dados especficos de cada liga.Com estes dados, possvel identificar uma liga, prever o comportamento mecnico e o mtodo como o material foi processado.Este tipo de anlise pode ser feito atravs da observao direta da amostra, utilizando uma ocular padronizada, ou de forma experimental, atravs do Mtodo Planimrico de Jeffries e do Mtodo dos Interceptos de Heyn.Os mtodos experimentais podem ser utilizados de forma manual e de forma automatizada, atravs de um sistema computadorizado de anlise de imagens.

2.PREPARAO PARA ANALISE METALOGRAFICA.

2.1 Escolha do Material

Para anlise metalogrfica, primeiramente escolhe-se um material de um determinado lote que se deseja analisar. Aps termos o material definido preparamos para o corte de uma amostra desse material para trabalharmos com uma maior eficincia de sua anlise.

2.2 Corte

s vezes necessrio particionar o corpo de prova para obterem-se amostras que serviro para anlise metalogrfica. Operaes mecnicas como torneamento aplainamentos e outras, impem severas alteraes microestruturais devido ao trabalho mecnico a frio. O corte abrasivo oferece a melhor soluo para este seccionamento, pois elimina por completo o trabalho mecnico a frio, resultando em superfcies planas com baixa rugosidade, de modo rpido e seguro. O equipamento utilizado para o corte conhecido como cut-off, ou policorte, com discos abrasivos intensamente refrigerados (evitando deformaes devido ao aquecimento) a relativas baixas rotaes largamente utilizado nos laboratrios metalograficos.Preparamos o material para executarmos o corte da amostra, com o auxlio de leo refrigerante para evitarmos o desgaste excessivo do equipamento e perca da qualidade superficial da amostra. Foi essencial o posicionamento adequado do material para que a barra permanecesse perpendicular em relao ao disco de corte da cortadeira. Ao executarmos o corte foi fundamental mantermos uma velocidade constante, porm moderada para evitarmos o superaquecimento do material no momento do corte e garantir a qualidade do corteAps o corte passamos para o lixamento pois no foi necessrio o armazenamento da pea, j que conclumos os trabalhos no mesmo dia.

2.3.Lixamento

Devido ao grau de perfeio requerida no acabamento de uma amostra metalogrfica idealmente preparada, essencial que cada etapa da preparao seja executada cautelosamente.Operao que tem por objetivo eliminar riscos e marcas mais profundas da superfcie dando um acabamento a esta superfcie, preparando-a para o polimento. Existem dois processos de lixamento: manual (mido ou seco) e automtico. A tcnica de lixamento manual consiste em se lixar a amostra sucessivamente com lixas de granulometria cada vez menor, mudando-se de direo (90) em cada lixa.

A sequncia mais adequada de lixas para o trabalho metalogrfico com aos 100, 220, 320, 400, 600 e 1200. Existe fatores podem dar uma imagem falseada da amostra, por isso devem-se ter os seguintes cuidados: Escolha adequada do material de lixamento em relao amostra e ao tipo de exame final (oque se quer analisar); A superfcie deve estar rigorosamente limpa, isenta de lquidos e graxas que possam provocar reaes qumicas na superfcie; Riscos profundos que surgirem durante o lixamento deve ser eliminado por novo lixamento; Metais diferentes no devem ser lixados com a utilizao da mesma lixa.

2.3.1 Procedimento Para o Lixamento

1-Verificar se h todas as lixas necessrias para a preparao da amostra mecanogrfica2-verificar se h gua 3-fazer um ponto de referencia na amostra 4-comear o lixamento de desbaste 5-lixar ate que s restem os riscos da ultima lixa utilizada 6-gire 90 e v para a prxima lixa 7-repetir passos 5 e 6 ate chegar lixa de granulometria 1200

2.4 Polimento

No processo de polimento da amostra foi utilizado o equipamento politriz para auxiliar na execuo. Durante este processo o equipamento era mantido a uma velocidade de 600 rpm, e periodicamente era aplicado alumina para obter o melhor polimento possvel, e executando movimentos circulares e uniformes da superfcie da amostra sobre o disco do equipamento. Mantendo este processo por aproximadamente 15 minutos at obtermos uma superfcie polida.

2.4.1 Procedimento Para o Polimento

1- Verificar se o pano da Politriz adequado para o tipo de abrangente e se encontra em condies de uso 2- Verificar se o pano de polimento est limpo 3- Verificar se o motor est funcionando corretamente 4- Ligar a gua (bem pouco) 5- Se for polir com alumina coloque a mesma sobre o pano de polimento e abra a agua (bem pouco) para a lubrificao e eliminao de impurezas, se for polir com pasta de diamante espalhe a mesma sobre o pano e lubrifique com lcool. 6- Segurar a amostra levemente encima do pano de polimento, se recomenda movimentar a amostra o no sentido inverso ao do movimento do pano, mas para iniciantes recomenda-se apenas segurar a amostra encima do pano para no riscar.

3 LAVAGEM E SECAGEM

Aps o polimento da amostra necessrio a lavagem em gua corrente para eliminar o excesso de alumina. E antes de seguir para a anlise microscpica realiza-se a lavagem com lcool e secagem com secador.Antes de a amostra sofrer o ataque, a mesma deve estar perfeitamente limpa e seca, por isso utilizam-se lquidos de baixo ponto de ebulio como o lcool, ter, etc., os quais so posteriormente secados rapidamente atravs de um jato de ar quente fornecido por uma ventoinha eltrica ou secador.

4 ANALISE DE INCLUSO NO MICROSCOPIO

Para a anlise de incluso na amostra do material deve posicionar a superfcie polida para baixo na cavidade do microscpio e travar com o apalpador para evitar a movimentao da amostra no momento da anlise.Ajustando o foco e a luz do microscpio girando os manpulos para obter a melhor anlise. Observa-se o tipo e a quantidade de incluses na amostra classificando segundo

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5 ATAQUE QUIMICO

Aps classificao da incluso presente na amostra feito um ataque qumico na superfcie polida para estabelecer a frao mssica do material. Para executar esse processo colocado o produto qumico nital 5% em um vasilhame, ento a superfcie da amostra mergulhada no vasilhame executando um movimento circular uniforme por um tempo determinado de 3 a 5 segundos e logo aps feito a lavagem em gua corrente, seguindo para a lavagem com lcool e secagem.

6 METODOLOGIA E RESULTADOS

Na aula prtica de metalografia em laboratrio realizamos todos os procedimentos descritos acima, utilizando um corpo de prova qualquer, devidamente preparado para a anlise metalografica. A inteno foi identificar e classificar o tipo de incluso no ao em questo, o tipo de ao ensaiado e com os resultados encontrados colocar na forma e obter a porcentagem de carbono existente naquele material. A seguir demonstraremos as imagens capturadas da estrutura metalogrfica do material e os clculos para obteno da porcentagem de carbono:

rea total da amostra: 4759,2rea total de ferrita na amostra: 1740,01

Portanto: 4759,2 --------- 100%1740,01--------------XX = 36,6% (W)

100 36,6 = 63,4% (Wp)

Realizando os clculos descobrimos a quantidade mssica de perlita e ferrita, em seguida colocamos nas formulas e encontramos o valor mssico de carbono existente no material ensaiado:

Ou,

Conclumos ento que o ao tem 0,489p de Carbono:A classificao geral do nosso corpo de prova ficou da seguinte forma:Incluses: Tipo Oxido Globular D entre nvel 2 e 3Ao HipoeutetideW = 0,366Wp = 0,634Co = 0,489

7 CONCLUSO

Podemos concluir que os ensaios metalogrficos so de altssima importncia no controle de qualidade metalrgico, pois conseguimos detectar os tipos de estrutura, quantidades de carbono, tipos de incluses entre muitos outros aspectos que determinam se o material est conforme o especificado, se poder ser aplicado para a funo o qual foi projetado, evitando a m aplicao e a fadiga, ruptura, oxidao ou qualquer interveno que venha prejudicar o bom funcionamento de uma estrutura ou equipamento que foi confeccionado com este material.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

COLPAERT; Hubertus. Metalografia dos produtos siderrgicos comuns, 3 Edio, Editora Edgarg Blcher Ltda, So Paulo 1974.Apostila Curso de Ensaio Metalogrfico LIME 1.1Slides disponibilizados em aula do prof Fabiano Farias de Oliveira