A Metalografia, como uso de aspectos visuais do metal para controle de suas propriedades,

Dureza e Metalografia –  2017/1

Henrique Bellé Zulian         0228508

Jardel André Penning         0225420

Vinicius R. Guerra              0228919        

Raquel Andreola Valente

25 de maio de 2017

1. Objetivo

        Determinar a dureza com o auxílio de um durômetro e identificar as diferentes fases presentes nas amostras metálicas, através do ensaio de metalografia.

2. Introdução Teórica

         A metalografia consiste no estudo da estrutura dos materiais. Subdivide-se em micrografia e macrografia. A macrografia é a análise da seção de uma peça previamente polida e em geral atacada por um reagente específico e apropriado para cada tipo de metal, de modo a expor a macro-estrutura da peça em análise. Em geral, esta análise pode ser feita a olho nu ou com auxílio de uma lupa, enquanto a micrografia também necessita que seja feito um ataque com reagentes específicos. Desse modo, a microestrutura do material fica exposta e possibilita a análise. Nesse último são necessários aparelhos de microscopia ótica para que sejam determinados os constituintes, e textura do material (AVALLONE, 2013).

        A metalografia, como uso de aspectos visuais do metal para controle de suas propriedades, teve origem no oriente por volta do ano 80 D.C. Já no século XVI, surgiu na Europa os primeiros livros que abordavam aspectos práticos da metalurgia extrativa, incluindo ensaios de controle de corpos de prova, prática muito importante para o desenvolvimento da metalografia no início do século XX.

         O estudo da metalografia é de grande valia, pois com a análise realizada do material pode-se aprimorar estudo de ligas metálicas com inúmeras aplicabilidades no meio da indústria, estudar a qualidade do material, determinar causas de fraturas, desgastes prematuros e outros tipos de falhas. Esse envolve a análise de um corpo de prova que passa por diversos procedimentos em ordem onde o mesmo é cortado, lixado, polido e atacado com reagentes químicos para ser analisado em microscópio.

        Através deste método de ensaio é possível verificar os grãos do material e como este é formado, e assim chegar a conclusões sobre as propriedades mecânicas do material conforme análise de como estes se organizam na estrutura do material.

        Utilizando o laboratório de Ciência dos Materiais da Instituição, foi realizado alguns ensaios de Metalografia (estudo da morfologia e estrutura dos metais). Para a realização da análise, o plano de interesse da amostra é cortado, lixado, polido e atacado com reagente químico, de modo a revelar as interfaces entre os diferentes constituintes que compõe o metal, como já mencionado anteriormente.

        Um outro tipo de ensaio realizado, foi o ensaio de dureza. Uma das propriedades mecânicas que merece muitas considerações por sua importância, representa a medida da resistência do material a deformação plástica localizada. Ensaios de dureza são utilizados mais frequentemente comparados a outros tipos de ensaios mecânicos, pois geralmente não necessitam de nenhuma preparação especial do material a ser medido, além dos aparatos para o ensaio terem um custo relativamente baixo; o componente ensaiado normalmente não fratura, nem se deforma excessivamente. Existem diferentes métodos de medição de dureza para materiais metálicos, entre eles o método de Brinell, método de Rockwell e o método de Vickers. Na realização dessa atividade experimental foi utilizado o método de Rockwell.

        Esse método é fundamentado na profundidade da endentação de um penetrador, que pode ser um cone de diamante ou uma esfera de aço temperado, na amostra a ser ensaiada, sob carga determinada. O método Rockwell se destaca com relação aos demais pela rapidez do ensaio.

3. Descrição da Atividade

        Este item tem por objetivo descrever os procedimentos realizados na data da experimentação minuciando os experimentos executados. Com o corpo de prova de um metal conhecido, aço 1045, foram realizados experimentos para definição de sua dureza e suas diferentes fases através da metalografia.

        O experimento da metalografia tem seu início com o embutimento de uma amostra metálica em um baquelite. Devido a pouca disponibilidade de tempo para a realização de todo o processo experimental da metalografia, a amostra já foi recebida com o embutimento a frio já realizado. O corpo de prova embutido deve ser lixado para obter-se uma superfície sem riscos e marcas mais profundas, dando um acabamento a ela necessário para dar sequência a preparação que consiste no polimento.

        A técnica de lixamento manual consiste em se lixar a amostra sucessivamente com lixas de granulometria cada vez menor, mudando-se de direção (90°) em cada lixa subsequente até desaparecerem os traços da lixa anterior. O lixamento realizado foi o lixamento úmido, visando manter as propriedades dos corpos envolvidos no processo.

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                                Figura 01 – Sentido de lixamento

        Com base nos sentidos de lixamento citados na Figura 01, foi dado início ao processo de lixamento. Na lixa manual, foi garantida a presença de água e também a peça foi marcada com um ponto de referência. O lixamento iniciou-se com uma lixa 80 e posteriormente passou por três etapas, 120, 440 e 1200.

        [pic 4]                                     [pic 5]                               

        Figura 02 – Suporte para lixa                                   Figura 03 – Corpo de prova lixado

        Com o corpo de prova devidamente lixado, sem imperfeições visíveis a olho nu, foi dado início a etapa de polimento. O corpo foi lavado em água potável corrente para retirar possíveis fragmentos abrasivos provenientes da etapa do lixamento e depois levado a Politriz. Foi utilizada alumina líquida para realizar o polimento e o corpo foi considerado polido quando apresentava superfície polida isenta de marcas.

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                                          Figura 04 – Corpo Polido

        Com o corpo polido foi realizado o ataque químico. O ataque tem por objetivo facilitar e permitir a visualização dos contornos do grão e as diferentes fases da microestrutura. Para realizar o ataque foi deixado o corpo por um período de dois segundos em contato com uma solução de 3% de Nital (solução de ácido nítrico e etanol). Após o contato com a solução, o corpo foi lavado com água potável.

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