Noções Básicas de
Preparação Metalográfica
Prof. Henrique Cezar Pavanati, Dr. Eng
E-mail: [email protected]
Curso extra curricular de Metalografia
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS DE FLORIANÓPOLIS
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE METAL-MECÂNICA
CURSO TÉCNICO EM MECÂNICA INDUSTRIAL
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
2
O procedimento de preparação de uma amostra para
análise microestrutural é conhecido como
METALOGRAFIA.
DEFINIÇÃO
Metalografia é o estudo e interpretação da estrutura
interna dos materiais a partir de uma superfície
preparada, e a relação dessas estruturas com as suas
composições químicas, propriedades físicas e
mecânicas
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
3
OBJETIVOS DA METALOGRAFIA:
• Identificar o tipo, tamanho, local e a intensidade das
descontinuidades;
• Identificar o processo de fabricação da peça;
• Identificar o tipo de tratamento térmico ou termoquímico;
• identificar a profundidade da camada carbonetada ou
descarbonetada;
• Observar e identificar zonas de alterações térmicas sofridas
por soldagem;
• Observar penetração do cordão de solda;
• Identificar tipos de inclusões;
• Identificar a formas de grafita,
• Tamanho do grão;
• etc;
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
4
Tipos de Ensaios Metalográficos
MACROGRÁFICOS MICROGRÁFICOS
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
5
ENSAIOS MACROGRÁFICOS
Objetivos - determinar o tipo, a forma, o tamanho, o local e a
intensidade das continuidades;
- identificar o processo de fabricação da peça;
- zonas de alteração térmica, etc.
Visualização
a olho nu ou
aumento até
10x (lupa)
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
6
ENSAIOS MICROGRÁFICOS
Visualização
com auxílio de
microscópio
(aumento
maior que 10x)
Objetivos - determinar o tipo de micro inclusão,
- a morfologia das fases presentes,
- o tipo de tratamento térmico ou termoquímico
- a granulação (tamanho e forma)
- os micro-constituintes do material, etc.
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
7
1. Seleção da amostra
2. Escolha e localização da região a ser estudada
3. Seccionamento
4. Identificação
5. Lixamento
6. Ataque químico
7. Análise metalográfica a olho nu
Etapas típicas do ensaio metalográfico na MACROGRAFIA
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
8
Etapas do ensaio metalográfico na MICROGRAFIA
1. Seleção da amostra
2. Escolha e localização da região a ser estudada
3. Seccionamento
4. Embutimento
5. Identificação
6. Lixamento
7. Polimento
8. Ataque (revelação da microestrutura)
9. Análise metalográfica com auxílio de microscópio
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
9
Número de amostras representativo
- tamanho e complexidade da peça
- natureza e condições de serviço
1. Seleção da amostra
Localização
- regiões críticas – sujeita a esforços
- regiões típicas – centro e superfície da peça
Orientação do corte
- processo de fabricação
- forma da peça
- estudo a ser realizado
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
10
2. Seccionamento
- muitas vezes não é necessário
a) Corte transversal, se o objetivo é verificar:
A natureza do material: aço, ferro fundido;
A forma e a intensidade da segregação (homogeneidade);
A posição, a forma e dimensões das bolhas;
A profundidade da têmpera e cementação, etc.
b) Corte longitudinal se o objetivo é:
Verificar o processo de fabricação ( fundição, forjamento, etc);
A solda em barras
Existência de um depósito superficial;
Como se processou um caldeamento de topo, etc.
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
11
2. Seccionamento
a
a
b b
Corte a-a Corte b-b
Segregação (por exemplo)
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
12
2. Seccionamento
- Fratura
- Corte com tesoura
- Serra fita
- Disco de corte abrasivo
- Disco de diamante
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
13
2. Seccionamento
CORTE
GROSSEIRO
CORTE
DELICADO
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
14
2. Discos abrasivos com ligante polimérico
Tipos de abrasivos: óxido de alumínio, carboneto
de silício e diamante
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
15
2. Discos abrasivos com base metálica
Tipos de abrasivos: Diamante – Base metálica
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
16
2. Discos abrasivos
- Discos de alta dureza
- ligas metálicas ferrosas de baixo e médio %C e
ligas não ferrosas em geral
- Discos de baixa dureza- ligas metálicas duras – o desgaste do disco repõe
novas áreas do disco para o corte
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
17
2. Discos abrasivos com base metálica
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
18
3. Embutimento da amostra (opcional)
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
19
3. Embutimento da amostra (opcional)
Embutimento a frio
- montagem de corpos de prova frágeis
e de pequenas dimensões
- resinas auto-polimerizáveis
- tempo de endurecimento longo de 0,2 a 24h.
- matéria prima relativamente mais cara
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
20
Resinas Epóxi – ótima aderência, baixa contração – mais cara
tempo de cura longo
Resinas Acrílicas – boa aderência e contração aceitável – mais
barata e tempo de cura mais curto
Resinas Poliester – boa aderência e contração aceitável –
compatível para análise diária
3. Embutimento da amostra (opcional)
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
21
Embutimento a quente
- montagem de corpos de prova em prensas com
aquecimento auxiliar
- procedimento rápido com boa aderência
- custo relativamente baixo
3. Embutimento da amostra (opcional)
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
22
Defeitos do embutimento a quente
3. Embutimento da amostra (opcional)
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
23
Exemplo de embutimento a frio
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
24
Exemplo de embutimento a quente
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
25
Embutimento a quente
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
26
Técnicas para retenção de bordas ou planicidade
Uso de granalha de aço ou
cavaco
Ideal para manutenção da
planicidade da amostra
Uso de lâmina de cobre
Ideal para retenção de cantos da
amostra
Lâmina de cobre
envolvendo a amostra
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
27
Identificação da amostra
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
28
Lixamento na seção cortada
O lixamento diminui o grau de
rugosidade da superfície e
melhora a qualidade da imagem
obtida.
É o primeiro passo para
deixar a amostra “espelhada”
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
29
Técnica de lixamento
1. Inicia-se o lixamento com uma lixa
mais grossa (80, 120 ou 220
meshes)
2. O processo é realizado com
movimentos lineares alternados
3. Após a planificação da amostra
nesta com esta lixa, muda-se para
uma lixa mais fina realizando o
processo numa direção
perpendicular a direção anterior
4. Repete-se este procedimento até a
lixa mais fina (600 ou 1200 meshes)
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
30
Problemas típicos do lixamento
Amostra com 1
plano
BOM
Amostra com
vários planos
RUIM
Formação de múltiplos planos de lixamento
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
31
Problemas típicos do lixamento
1. Pressão excessiva de força – deformação
plástica e consequente alteração no resultado
2. Surgimento de riscos maiores que da lixa – a
amostra não foi lavada – abrasivos da lixa
anterior
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
32
Polimento metalográfico
A finalidade do polimento é obter uma
superfície plana, livre de riscos e com alta
refletividade
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
33
Polimento metalográfico
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
34
Técnica de polimento
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
35
Secagem após o polimento
Superfície da
amostra paralela
ao fluxo de ar
BOM
Superfície da
amostra transversal
ao fluxo de ar
RUIM
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
36
Secagem após o polimento – evitar
manchas de secagem
Aplicação de
chumaço de
algodão embebido
em álcool
Secagem da
superfície logo após
o procedimento
anterior
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
37
Defeitos típicos do polimento
Cauda de cometa
Origem: a amostra
foi mantida fixa
durante o
polimento
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
38
Defeitos típicos do polimento
Presença de riscos
residuais
Origem: polimento
insuficiente, pano
contaminado ou
abrasivo
inadequado
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
39
Ataque com reagentes químicos
Para a revelação
da estrutura torna-
se necessário
atacar a superfície
previamente
polida com
soluções reativas
apropriadas
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
40
Análise Metalográfica – Microscópio luz
transmitida ou refletida
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
41
Microscópio de luz refletida – amostra inversa
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
42
Como se forma a imagem?
Objetiva
amostra
Sup. polida
Feixes de luz
Imagem totalmente
branca
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
43
Como se forma a imagem?
Objetiva
amostra
Sup. Polida e
atacada
Feixes de luz
Pode-se visualizar os
contornos de grão
Os contornos de grãos
aparecem como
regiões escuras
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
44
Exemplos
1020 recozido
Perlita
Ferrita
Contorno de
grão
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
45
Exemplos
1045 normalizado
Perlita
Ferrita
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Metalografia
46
Exemplos
1045 Temperado
100%
martensita
Top Related