PREPARAÇÃO DE AMOSTRAS E METALOGRAFIA

PREPARAÇÃO DE AMOSTRAS E METALOGRAFIA

1 OBJETIVOS

• Fazer uma avaliação microscópica de uma amostra de metal;

• Preparar uma amostra para um estudo microscópico;

• Determinar o tipo de microestrutura e as fases presentes na amostra de metal através de uma avaliação microscópica;

2 INTRODUÇÃO

A metalografia é uma das técnicas mais utilizadas até hoje para se efetuar o estudo da microestrutura de metais através do microscópio(1). O estudo realizado no metal é muito útil principalmente para determinar os tipos de processos pelo qual o material passou e suas características mecânicas(2).

Antes de toda avaliação microscópica de um material é necessário que este esteja nas melhores condições possíveis para que a visualização seja facilitada, ou seja, uma preparação se faz necessária(3). A amostra deve ser cortada, embutida, passar pelo processo de lixamento, polimento e ataque químico para melhor visualização de certas áreas no microscópio óptico para então poder ser estudada(4). Todos os processos citados tem por objetivo melhorar o estado da superfície da amostra, facilitar seu manuseio (embutimento) e melhorar a visualização de determinadas fases presentes na microestrutura (ataque químico)(5). No ensaio em questão, uma amostra de aço 1020 foi estudada. O resultado esperado com o bom preparo da amostra é obter através de uma análise micrográfica detalhes visíveis da microestrutura e fases do metal coerentes com o esperado de um aço 1020.

3 MATERIAIS E MÉTODOS

3.1 Materiais

• Uma amostra de aço 1020;

• Cortadeira elétrica;

• Lima;

• Prensa metalográfica;

• Lixas 220, 320, 400, 600 e 1200;

• Lixadeira semiautomática;

• Politriz semiautomática;

• Estufa;

• Nital 95%;

• Álcool;

• Secador;

• Microscópio óptico;

3.2 Preparação da superfície

3.2.1 Corte

O material a ser estudado foi inicialmente observado e a melhor seção para fazer o corte no mesmo foi decidida, a partir, do objetivo da análise metalográfica. Para o preparo em questão o corte foi efetuado em uma cortadeira elétrica de bancada utilizando um disco abrasivo de corte pré-definido levando em consideração a dureza do material a ser cortado. Durante o processo de corte na cortadeira elétrica é de suma importância que a velocidade do corte, pressão e a refrigeração do corte sejam cuidadas e mantidas contínuas. No ensaio em questão a amostra foi analisada antes do corte e visto que o melhor corte para estudo seria transversalmente, este foi efetuado.

3.2.2 Desbaste

Após o corte ser finalizado, muitas rebarbas acabam ficando no corpo de prova, por isso, o desbaste com o corpo de prova preso a morsa foi efetuado para que a amostra ficasse mais limpa possível.

3.2.3 Embutimento

Com a peça acabada, faz-se necessário o processo de embutimento, devido ao pequeno tamanho das amostras e consequentemente de difícil manuseio. No ensaio em questão o embutimento foi feito a quente por uma prensa metalográfica com sistema de refrigeração a água. Para o embutimento, o lado a ser polido da peça foi posto para baixo na cavidade da prensa e a superfície preenchida com baquelite, em seguida, foi inserido o pó até cobrir a peça por inteiro.

O embutimento aconteceu sob pressão de aproximadamente 125 kg/cm² que foi mantida constante junto a temperatura de 150 °C durante 15 minutos, após isso a amostra foi resfriada durante 5 minutos.

3.2.4 Lixamento

O lixamento da superfície a ser estudada no microscópio é muito importante, para que se obtenha uma melhor visão da mesma. Com o lixamento a superfície do corpo de prova perde as deformações e as imperfeições geradas com o corte, fazendo a mesma passar a ser plana. O lixamento efetuado no preparo das amostras para metalográfica foi o lixamento semiautomático com discos rotativos inicialmente com uma lixa 220 até que as “linhas” feitas pela lixa na peça estivessem completamente paralelas, em seguida, a amostra era virada em 90° e a lixa substituída por uma 320, este processo se repetia sempre que houvesse o avanço para a próxima lixa, 400, 600 e 1200. Ao fim de cada lixamento também se fazia necessário limpar o corpo de prova com água ou até mesmo álcool.

3.2.5 Polimento

O polimento da mesma forma que o lixamento é um corte da superfície com grãos abrasivos, porém com uma granulometria menor, onde imperfeições ainda menores serão retiradas, ou seja, um acabamento final. Para o ensaio foi utilizado um procedimento de polimento semiautomático a partir da rotação da amostra sobre discos rotativos cobertos por um pano onde era adicionado a alumina (elemento abrasivo). Por fim as amostras foram limpas novamente com água ou álcool(4). O resultado pode ser observado na figura 1.

Figura 1: Corpos de prova prontos para sofrer ataque.

3.2 Ataque químico

O ataque químico na amostra foi efetuado para uma melhor visualização das fases e do tipo da microestrutura. Para o ataque químico foi utilizado o método de ataque por imersão, onde a superfície da amostra foi imersa em Nital 95% (solução de ataque), isso aconteceu em uma estufa durante 10 segundos, ligeiramente após isso a superfície imersa era retirada e lavada em água corrente para que a corrosão não continuasse, o corpo de prova era levado ao secador, durante este processo de secagem algodões