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macrografia [3]
Os materiais de engenharia:
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Estrutura
Composição
ProcessamentoPropriedades
Aplicações
MetálicosCerâmicosPoliméricosCompósitos
macrografia
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
macrografia
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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.
macrografia
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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;
macrografia
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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.
macrografia
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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
macrografia
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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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macrografia
Revelação da macroestrutura
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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.)
macrografia
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/