As Práticas de Metalografia

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Práticas de metalografia

Ciência dos materiais e microestrutura

Relatório

1. Introdução

1.1 Metalografia

A metalografia consiste do estudo dos constituintes e das principais estruturas dos metais. A preparação correta de amostras para análise metalográfica, para a caracterização dos materiais metálicos deve seguir um rígido procedimento. A amostra deve ser cortada, lixada, polida e atacada por reagentes químicos.

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Fotomicrografia 1. Amostra utilizada no experimento – lente de 200x

1.2 Tipos de metais

1.2.1 Aço 1020

O aço é de suma importância na economia, pois está presente nos setores de construção civil e automobilístico. Além disso, também é muito relevante para a indústria e para utensílios domésticos.

O ferro é utilizado pelo homem desde a pré-história, porém foi só em 1856 que o engenheiro britânico Henry Besseme patenteou a técnica de fundição do ferro. Essa descoberta possibilitou a expansão da marinha britânica.

O aço sae 1020 é um dos aços ao carbono mais comum utilizado como aço para cementação com excelente relação custo benefício comparado com aços mais ligados para o mesmo propósito. Possui excelente plasticidade e soldabilidade. Após cementação é beneficiado, mas possui menor capacidade de endurecimento, comparado com o GGD 8620.

1.2.2 Alumínio

O alumínio, levando em consideração a quantidade e o valor empregado, excede o uso de qualquer outro metal, exceto o aço. É um material importante em múltiplas atividades econômicas. É utilizado em meios de transporte e também na construção civil.

Este metal é utilizado desde os tempos da Grécia e da Roma antiga e era chamado de pedra-ume (do latim alumen), foi só em 1807 que HumphreyDavy propôs o nome aluminium.

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Fotomicrografia2. Amostra de alumínio – lente de 500x

1.2.3 Bronze

O bronze é uma liga metálica composta por cobre e estanho. É muito usado em joias, como anéis, colares ou até mesmo em medalhas.

Essa liga começou a ser utilizado na Antiguidade para a fabricação de armas e ferraduras, porém era muito caro. A utilização dele nessa época foi tão importante que foi conhecida como idade do bronze.

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Fotomicrografia3. Amostra de bronze – lente de 500x

2.Objetivos

O objetivo deste experimento consiste em aplicar a teoria aprendida em sala de aula, comparando os valores reais, obtidos pelos resultados do ensaio com os resultados teóricos fornecidos pelo professor.

3. Materiais e métodos

        3.1 PreparaçãoMetalográfica

                3.1.1 Corte

        As amostras de uma metalografia devem ser cortadas para facilitar o processo de análise do metal. Nessa etapa da preparação é necessário que seja utilizado o método de corte abrasivo lubrificado, pois resulta um uma superfície mais plana e com pouco dano.

        Tal método requer a utilização de um disco abrasivo com baixa rotação e alta refrigeração o que evita deformações vindas do aquecimento do material em contato com o disco. Para refrigerar os discos, é utilizado ainda um líquido refrigerante que reduz a sujeira resultante do corte.

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Imagem1: Maquina de corte

                3.1.2 Embutimento

        O embutimento metalográfico é realizado para facilitar o processo de lixamento de peças pequenas, pois aumenta a superfície de contato e, por consequência, facilita o manuseio do material. Esse processo consiste em rodear o metal com um polímero (baquelite) aumentando a área para o lixamento.

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Imagem 2:  Maquina de embutimento

                3.1.3 Lixamento

        O processo de lixamento é o que requer maior tempo da preparação metalográfica. Essa etapa é realizada com lixas d’aguas de diferentes granulometrias, pois esse processo requer alto nível de perfeição. A primeira lixa tem um menor número de granulometria sendo seguida por outras lixas de granulometria maior que garantem a eliminação de riscos de lixamentos anteriores.

        A principal finalidade do lixamento é retirar os danos de corte, deixando a superfície mais plana possível. Sempre, após a mudança de uma lixa mais grossa para uma mais fina, deve-se girar 90º graus, pois a lixa de maior precisão deve polir o material a fim de retirar os traços da lixa antecedente. O resfriamento utilizando água também é necessário nessa etapa, pois o atrito das peças esquenta o material usado.

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Imagem 3 e 4: Equipamentos usados para lixar as amostras

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Imagem 5: Equipamentos usados para lixar as amostras

                3.1.4. Polimento

        O polimento das amostras também serve para reduzir os danos de outras etapas ao material. Esse processo é realizado com a aplicação de um abrasivo, geralmente óxido de alumínio e a pasta de diamante, aliado de uma politriz metalográfica (imagem 6) com panos especiais. A limpeza da amostra durante esse processo é importante, pois retira substâncias que possam causar ranhuras ao metal ou atrapalhar a visão da amostra junto ao microscópio.

        O polimento de materiais moles é mais difícil, pois requer maior atenção ao levar a amostra a politriz, que deve estar em baixa rotação. A limpeza dos panos e do material também é altamente recomendada, já que o material pode sofrer danos facilmente.

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Imagem 6: Politriz metalográfica

                3.1.5. Lavagem e Secagem

        Após o polimento, a limpeza é realizada com a lavagem da amostra com água pura. Para melhores resultados, o álcool ou outros líquidos mais voláteis são mais recomendados, pois secam mais rápido.

                3.1.7 Ataque químico

        A finalidade dessa etapa é fazer com que a amostra sofra reações com a solução utilizada no ataque, com isso aparecerão regiões que refratam melhor a luz e outras que ficarão escuras e delimitando contornos. Tais contornos são chamados de grão, sendo caracterizados por apresentar átomos em apenas uma direção. Os reagentes utilizados no ataque químico dependerão do tipo de material da amostra, afim de facilitar o aparecimento dos contornos.