macro acrog graf rafia [3] ¾
Os ma mater teria iais is de de enge engenh nhari aria: a: Aplicações
Propriedades
Metálicos Cerâmicos Poliméricos Compósitos
Processamento
Estrutura Composição
macrografia ¾
Ordem de grandeza - macrografia Luz: 400-750nm
macrografia ¾
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. ¾
Análise da macroestrutura ¾
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 ¾
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 ¾
2) Critérios de análise: definição de quais parâmetros estruturais deverão ser investigados na amostra em preparação.
Macrografia:
¾
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 ¾
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 ¾
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 ¾
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 ¾
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 ¾
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.
¾
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 ¾
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 ¾
Desbaste (lixamento)
obtenção de uma superfície adequada para análise
abrasivo adesivo
amostra
suporte
Lixa
abrasivo + adesivo + suporte
macrografia ¾
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 ¾
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 ¾
Granulometria das partículas abrasivas: A granulometria das partículas usadas na fabricação das lixas é controlada pela malha (mesh) das peneiras utilizadas.
macrografia ¾
Comparação entre lixas (MEV):
lixa #80
lixa #320
lixa #120
lixa #400
lixa #220
lixa #600
macrografia ¾
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 ¾
Superfície lixada de um aço ABNT 1010 (MEV):
lixa #80
lixa #120
lixa #320
lixa #400
lixa #220
lixa #600
macrografia ¾
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 ¾
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 ¾
Revelação da macroestrutura
macrografia ¾
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 ¾
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 ¾
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 ¾
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 ¾
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 ¾
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/livro.asp?Codlivro=04497 Notas de aula preparadas pelo Prof. Juno Gallego para a disciplina Lab. Materiais de Construção Mecânica I. ® 2012. Permitida a impressão e divulgação. http://www.dem.feis.unesp.br/maprotec/educ/lmcm1.shtml
