MATERIAIS E SUAS PROPRIEDADES (BC1105) PREPARAÇÃO E ANÁLISE MICROESTRUTURAL
Por: André Lopes • 25/4/2015 • Relatório de pesquisa • 1.576 Palavras (7 Páginas) • 146 Visualizações
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MATERIAIS E SUAS PROPRIEDADES (BC1105)
PREPARAÇÃO E ANÁLISE MICROESTRUTURAL:
PARTE A – DETERMINAÇÃO DE TAMANHO DE GRÃO
André L. Rocha | 21014211 |
Arhur Ishikawa | 11117110 |
Bruno Rezende Santos | 11118013 |
Daniele Crubellati | 11040211 |
Fellipi Costa | 11039612 |
Santo André
1º Quadrimestre de 2015
RESUMO
A determinação do tamanho do grão de um material policristalino é de grande importância para a definição de suas propriedades mecânicas, pois está diretamente relacionado com a ductilidade, os limites de resistência à dureza, tração e limite de escoamento do material em estudo. A metodologia mais utilizada para definir o tamanho do grão é o método do intercepto, no qual se utiliza de uma amostra metalográfica analisada em microscópio óptico de luz refletida e, a partir da imagem capturada, é determinado o seu tamanho. Este trabalho discorrerá detalhadamente sobre cada etapa da preparação da amostra que foi demonstrada no laboratório, como é realizada uma captura de imagem através de um microscópio óptico de luz refletida e, pelo método do intercepto, como calcular o tamanho dos grãos e a diferença que há no tamanho em um corte transversal e longitudinal de um mesmo material.
Palavras-chave: Metalografia. Tamanho do grão. Método do Intercepto. Material policristalino. Propriedades mecânicas.
Sumário
1. INTRODUÇÃO 4
2. OBJETIVOS 5
3. METODOLOGIA 5
4. RESULTADOS 7
5. CONCLUSÕES 10
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 10
INTRODUÇÃO
O presente estudo tratará do processo de determinação do tamanho de grãos de materiais policristalinos, que também é conhecido como metalografia, neste caso englobando a parte quantitativa, além das etapas para a preparação de amostras para este tipo de análise.
O comportamento mecânico de um material policristalino é diretamente influenciado pelo tamanho de seu grão, sendo que quanto menores estes tamanhos, mais altos serão os valores de limites de escoamento e resistência à tração e dureza. Já materiais como metais com granulometria mais grosseiras terão maior ductilidade, que esta relacionada ao grau de deformação que um determinado material suporta.
A metodologia empregada para determinação do tamanho do grão é baseada na norma internacional ASTM E-112, que dispõe sobre o tamanho dos grãos de aço com classificações e representações dos padrões adotados. O número de grão ASTM, representado pela letra G, é definido de acordo com a equação 1 abaixo:
(Eq. 1)[pic 2]
Em que n representa o número médio de grãos por polegada quadrada para uma ampliação de 100 vezes. No presente estudo, utilizaremos o método do intercepto para determinação do tamanho do grão. Neste método traçamos círculos ou linhas em uma região microestrutural de um material policristalino fazendo se a contagem do número de intersecções com contornos de grãos (P) ou número de grãos interceptados pela linha ou círculos (N). Dividindo o valor P ou N pelo comprimento linear da reta ou do círculo traçado sob a região microestrutural, podemos obter o número de intersecções por unidade de comprimento. Por fim, obtemos o valor de PL ou NL, de acordo com a equação 2:
(Eq. 2)[pic 3]
Onde M representa o aumento utilizado, no caso deste estudo de 200 vezes, e D ao diâmetro do círculo traçado. O inverso deste valor NL é conhecido como o comprimento de intercepto linear (l), apresentado na equação 3 abaixo:
(Eq. 3)[pic 4]
Neste caso, o valor de NL, corresponde ao número de grãos interceptados pelo círculo (N) dividido pelo comprimento do círculo traçado e multiplicado pelo aumento utilizado, neste estudo de 200 vezes. A equação 3 representa
O parâmetro l relaciona-se ao número de tamanho de grãos ASTM (G) através da equação 4 abaixo:
(Eq. 4)[pic 5]
OBJETIVOS
A realização desta aula prática, bem como a realização do presente estudo tem por objetivo a compreensão das técnicas básicas de preparação de amostras para análises microestruturais, análise de amostras em microscópio óptico de luz refletida, além da determinação de grãos de uma amostra policristalina.
METODOLOGIA
3.1 Material
Aço carbono 1010.
3.2. Preparação metalográfica
Etapas:
a) Corte de amostra em cortadeira do tipo cut-off;
b) Embutimento da amostra em baquelite em embutidora a quente;
c) Lixamento com lixas com abrasivo de carbeto de silício (SiC) de granas 180, 320, 400 e 600;
d) Polimento sobre disco giratório com pano de polimento de feltro esuspensão de alumina com granulometria de 1 μm;
e) Ataque químico para revelação de microconstituintes: a superfície polida da amostra será imersa em solução de Nital 3% (Álcool etílico + Ácido nítrico), de 10 a 15 segundos.
3.3. Observação da microestrutura e determinação do tamanho de grão
A amostra teve sua estrutura analisada por um microscópio óptico, depois de passar por todas as etapas descritas no item 3.2. Foi utilizado um aumento de 200 x em conjunto com um software específico para fazer a aquisição da imagem. Foram tiradas 6 fotografias de regiões distintas sobre a superfície da amostra, sendo que 3 foram no corte longitudinal e outras 3 no transversal. O tamanho de grão foi determinado para estas seis regiões, utilizando o método do intercepto descrito na introdução. O resultado final foi expresso como o tamanho médio de grão.
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