macr ma crog ogra rafi fia a [3 [3]] Metálicos Cerâmicos Poliméricos Compósitos
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Aplicações
Propriedades
Estrutura
macrografia
Ordem de grandeza - macrografia Luz: 400-750nm
macrografia
Análise macrográfica: avalia heterogeneidades com
tamanho macroscópico, como trincas, segregação química, porosidades, textura ou outras irregularidades, os quais podem comprometer o desempenho das peças fabricadas.
Análise da macroestrutura
Etapas:
preparação de amostras
Inspeção preliminar Critérios para análise Identificação da amostra Extração da amostra (corte) Desbaste (lixamento) Revelação da macroestrutura Análise da macroestrutura
macrografia
1) Inspeção preliminar: permite obter informações básicas do material, principalmente de caráter qualitativo, que mais dificilmente serão conseguidas com a extração da amostra.
aspecto da superfície; aspecto da falha / fratura (dúctil/frágil); dureza (ação da lima); composição química (centelhas no esmeril); magnetismo; sonoridade;
macrografia
2) Critérios de análise: definição de quais parâmetros estruturais deverão ser investigados na amostra em preparação.
Macrografia:
3) Identificação da amostra:
defeitos de solidificação, textura, macrosegregação, estrutura bruta de fusão, trincas, tratamentos de superfície.
a identificação do material a ser analisado não permite que haja confusão com outras amostras que possivelmente também possam estar sendo investigadas.
macrografia
4) Extração da amostra (corte): Transversal Localização Longitudinal
corte transversal:
corte longitudinal:
natureza do material homogeneidade segregação presença de defeitos morfologia dendrítica
processo de fabricação roscas qualidade de solda tratamentos superficiais
T
L
macrografia
Corte com maçarico: Indicado para corte de amostras de materiais ferrosos em grandes fragmentos, tendo o inconveniente que o intenso aquecimento local pode implicar em alterações estruturais da amostra.
Enciclopé
macrografia
Corte por serramento mecânico:
Aplicado em materiais em geral, permite bom controle do corte. Não aplicável a materiais muito duros. Fonte: Guia de Ferramentas ABF
macrografia
Corte com disco abrasivo: O corte feito com discos de corte abrasivo, sob refrigeração, possibilita obter secções com boa qualidade e baixo nível de modificações na estrutura da amostra.
Fonte: Catálogo Strüers
macrografia
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.
Aspectos construtivos: resistência da resina aglomerante tamanho e velocidade do disco tipo de abrasivo tamanho de partícula densidade de partículas
Dureza: Al2O3 < SiC
materiais “duros”
discos “moles”
materiais “moles”
discos “duros”
macrografia
6) Preparação da superfície da amostra: estrutura alterada
estrutura real Lixamento: remoção da camada de material que teve a sua estrutura alterada pelo corte da amostra.
macrografia
Desbaste (lixamento)
obtenção de uma superfície adequada para análise
abrasivo adesivo
amostra
suporte
Lixa
abrasivo + adesivo + suporte
macrografia
Abrasivos
materiais cerâmicos de elevada dureza e resistência ao desgaste Abrasivos comerciais: óxido de alumínio (Al2O3) carboneto de silício (SiC)
Cavaco A retirado da peça de aço B, gerado pela partícula abrasiva C
Partícula abrasiva observada em
macrografia
Dureza dos materiais abrasivos : material
composição
dureza Mohs dureza Knoop
diamante
C
10
8000
carboneto de boro
B4C
-
3500
carboneto de silício
SiC
-
3000
carboneto de titânio
TiC
-
2800
carboneto de tungstênio
WC
-
2100
córindon/alumina
Al2O3
9
2000
topázio
SiAl2F2O4
8
1500
quartzo
SiO2
7
1000
ortoclásio
KAlSi3O8
6
600
apatita
Ca5P2O12F
5
500
fluorita
CaF2
4
200
calcita
CaCO3
3
150
gipsita
CaSO2(OH)4
2
50
talco
Mg Si O (OH)
1
20
macrografia
Granulometria das partículas abrasivas: A granulometria das partículas usadas na fabricação das lixas é controlada pela malha (mesh) das peneiras utilizadas.
macrografia
Comparação entre lixas (MEV):
lixa #80
lixa #320
lixa #120
lixa #400
lixa #220
lixa #600
macrografia
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 um bom resfriamento da superfície da amostra. troca da lixa:
90°
90°
lixa
#120
#220
#320
limpeza da peça: evita riscamentos devido contaminação.
macrografia
Superfície lixada de um aço ABNT 1010 (MEV):
lixa #80
lixa #120
lixa #320
lixa #400
lixa #220
lixa #600
macrografia
Limpeza da amostra após o lixamento: visa remover eventuais partículas que possam estar aderidas à superfície recém lixada ou no embutimento. Estas partículas podem comprometer o resultado da próxima etapa de preparação, o polimento.
Limpeza
banho ultrasônico
secagem
macrografia
Revelação da estrutura (contraste)
ataque químico
Reativos químicos são aplicados sobre a superfície lixada da peça, promovendo reações químicas que deixam evidentes os detalhes macroestruturais de interesse. Reativo de iodo: • iodo metaloide • iodeto de potássio • água destilada
10g 20g 100ml
Resultados
macrografia
Revelação da macroestrutura
macrografia
Revelação da macroestrutura
Textura em aço 4140 forjado. Ataque: solução Aquosa 50% HCl. (ref.: Metallography: An Introduction, Metallography and Microstructures, Vol 9, ASM Handbook, ASM International, 2004, p. 3–20.)
macrografia
Revelação da macroestrutura
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.)
macrografia
Revelação da macroestrutura em soldas Trincas por hidrogênio na ZTA numa junta em ângulo feita com um eletrodo rutílico
(ref.: ESAB – Metalurgia da Soldagem, 2004.)
macrografia
Revelação da macroestrutura em fundidos
Macroestrutura de lingote de alumínio fundido. Ataque: reativo de Tucker. (ref.: Metallography: An Introduction, Metallography and Microstructures, Vol 9, ASM Handbook, ASM International, 2004, p. 3–20.)
macrografia
Impressão de Baummann
Utilização de solução aquosa de ácido sulfúrico a 5% sobre superfície da amostra em contato com papel fotográfico identificação de áreas com enxôfre
macrografia
Referências:
• Metallography: An Introduction, Metallography and Microstructures, Vol 9, ASM Handbook, ASM International, 2004, p. 3–20. • ESAB – Metalurgia da Soldagem, 2004. • Colpaert, H. Metalografia dos Produtos Siderúrgicos Comuns. Ed. Edgard Blucher, São Paulo, 1974. • STRUERS. Metalog Guide. ISBN 87-987767-0-3, 2002. • BUEHLER SUM-MET - The Science Behind Materials Preparation. ISBN 0-9752898-0-2, 2004. • http://www.blucher.com.br/interna.asp?Menu=Livro&Codlivro=04497 Notas de aula preparadas pelo Prof. Juno Gallego para a disciplina Lab. Materiais de Construção Mecânica I. ® 2009. Permitida a impressão e divulgação. http://www.dem.feis.unesp.br/maprotec/educacional.shtml
