MEC UTFPR Campus Pato BrancoCURSOS DE ENGENHARIACoordenao do Curso de Engenharia MecnicaPROCEDIMENTO PRTICA DE ENSAIOSDisciplina: Ensaio dos Materiais

Cdigo: EM25MC

Sala : H005

Prof Silvana Verona

Alunos:Maikol Kock; Paulo Conci; Ronisson Gimenez Marques; Vilmar Simionatto

Prtica:Metalografia Microscopica

Objetivo:Realizao de um ensaio metalografico microscpico para identificao de caractersticas do material.

Materiais:Foram utilizados neste ensaio, esmeril para corte, embutidora (prensa metalogrfica), mquina politriz e microscpio ptico. Ainda necessrio a amostra de material, soluo de alumina para o polimento e cido ntrico para o ataque.

Normas de segurana: Seguir os procedimentos de segurana do Laboratrio.

1. INTRODUO

A micrografia ou metalografia microscpica um ensaio mecnico destrutivo o qual permite analisar a composio qumica, o arranjo granular, as percentagens e dimenses dos gros e componentes dos metais, neste caso. possvel realizar a micrografia em uma ampla variedade de peas, pois no necessria uma grande quantidade de material, porm deve-se tomar alguns cuidados na escolha da amostra, e no preparo da mesma. Na micrografia tambm possvel analisar possveis trincas, efetividade do tratamento trmico, encruamentos, defeitos na solda, porosidade e os demais defeitos em escala microscpica. Este ensaio pode ser dividido em algumas etapas, estas so, escolha do material/ seco, produzir uma superfcie plana e polida, exame microscpico sem ataque, ataque da superfcie com reagente qumico adequado, exame ao microscpio para observar a textura, conferir em documentos que possuam o aspecto observado.

2. DESCRIO E PROCEDIMENTOS

2.1 Corte da amostraAps a escolha do material, necessrio realizar o corte de uma pequena amostra que ir ser embutida, para o corte desta pequena amostra, quando no obtida por fratura, necessrio tomar alguns cuidados para que no haja a inutilizao da amostra, atravs da queima. As principais formas de extrao so, corte com tesoura (shear), serra fita, disco de corte abrasivo( cut off) e disco de diamante, dentre estes, o mais utilizado o cut off (figura 01), porm este o que mais causa o aquecimento da pea, este superaquecimento, se ultrapassar determinada temperatura, varia de acordo com cada material/metal, pode ocasionar a queima e ento a perda da amostra.

Figura 01 Cortadeira eltrica de bancada (cut off).2.2 EmbutimentoA preparao de corpos de prova de pequenas dimenses e que no permitem a adequada manipulao durando o lixamento e polimento requer uma montagem adequada para a sua preparao. Portanto, o primeiro objetivo do embutimento de amostras metalograficas facilitar o manuseio das mesmas quando a forma e o tamanho so difceis para serem trabalhados. A realizao de uma superfcie plana e a ausncia de arredondamento das bordas da amostra so fatores bsicos para

uma boa realizao do ensaio, j que o arredondamento das bordas causam uma m focalizao nas proximidades, prejudicando assim uma analise posterior. As resinas utilizadas no embutimento variam de acordo com o material a ser trabalhado, a mais utilizada o baquelite, devido ao seu fcil manuseio e seu baixo custo, porm existem diversas outras, tais quais, resinas epxi, resinas termoplsticas, resinas condutoras, e ainda pode ser utilizado embutimento a frio. Os principais defeitos no embutimento a quente, consistem na falta de fuso devido a presso insuficiente, ruptura devido ao tempo de cura baixo e ainda trincas, devido ao tamanho da amostra.Ainda possvel nesta etapa adicionar granalhas de ao (figura 02), desta forma possvel diminuir o desgaste irregular da amostra, tornando assim o manuseio na prxima etapa mais fcil. Figura 02 Amostra embutida com granalhas de ao

2.3 Lixamento nesta etapa onde se prepara a superfcie para a anlise microscpica, neste processo possvel realizar uma superfcie plana, atravs do uso de lixas e tambm de uma mquina politriz, normalmente a sequncia lixas utilizadas so, 80-120-240-320-400-600 e 1200 mesh, essas lixas so formadas de material abrasivo, comumente carbeto de silcio que tendem a remover todas as imperfeies do corte, ou da lixa anterior.

Para evitar o aquecimento e a queima da pea, utiliza-se gua como lquido de arrefecimento, aumentando assim tambm a vida til da lixa. Deve-se tomar alguns cuidado nesta etapa como girar a amostra em 90o toda a vez em que se troca de lixa, desta forma corrigindo os sulcos deixados pela lixa anterior, e formando assim uma superfcie lisa, deve-se tomar cuidados com riscos na amostra j que esses podem interferir no ataque, e ento no resultado final do ensaio. As lixadeira eltricas rotativas (figura 03) so mquinas simples, que consistem de um motor eltrico, um disco rotativo onde acoplada a lixa, e um sistema de refrigerao, geralmente gua.

Figura 03 Mquina politriz

Ainda dentro desta etapa realizado o polimento, este visa remover todo e qualquer risco da superfcie a ser atacada e analisada, o polimento pode ser feito na mesma maquina onde se realizou o lixamento, porm no lugar da lixa utilizado um disco de feltro com a adio de agentes polidores, os mais comuns so, soluo de alumina, utilizada no ensaio e pasta de diamante. Aps o polimento deve-se realizar a lavagem e secagem do material, tomando sempre cuidado para no marcar ou manchar a superfcie metlica, para a lavagem utiliza-se lcool e jato de ar quente para a secagem da mesma, logo aps a secagem necessrio examinar a superfcie ao microscpio, desta forma evitando erros

Figura 04- Superfcie plana aps o polimento, ainda sem ataque.2.4 AtaqueO ataque com reagente qumico a superfcie do material, requer uma analise de acordo com o que se deseja verificar, cada elemento ou componente de liga reage de forma diferente, desta forma deve-se verificar o que deseja ser analisado, os reagente mais comuns so cido ntrico, cido pcrico e oxidao por aquecimento. O ataque acontece da seguinte forma, mergulha-se a amostra (figura 05) em uma cuba com a soluo reagente, o tempo de mergulho varia conforme o material da amostra, mas este gira entre 5 e 15 segundos. Ao retirar a amostra, deve-se lava-la com lcool e seca-la com ar quente, evitando manchas que posteriormente causariam problemas na verificao ao microscpio.

Figura 05 Ataque com reagente qumico por imerso

2.5 Exame ao microscpio para analise de texturaO exame microscpico, com seus fatores de aumento, exige obviamente no s cuidados especiais, mas principalmente equipamento muito preciso e altamente especializado.Devido natureza dimensional das amostras envolvidas, sua capacidade praticamente sempre a considerar, e as caractersticas comuns de superfcie, assumiu formas especficas e geram uma srie de tcnicas e dispositivos que facilitam e s vezes s assim possibilitam a execuo dessas tcnicas. Mais precisamente, fala-se de posicionamento das amostras, iluminao apropriada e tcnicas fotogrficas. O microscpio visa a comodidade do operador, assim como, tornar mais fcil e ntida a microestrutura em observao.

Figura 06-microscpio ptico de reflexo

3. RESULTADOS E DISCUSSES Cada acadmico realizou um ensaio metalografico microscpico e os resultados sero apresentados a seguir, foram seguidas os procedimentos citados acima e obteve-se as seguintes concluses.

Aluno: Maikol Kock Ao com 0,3% de carbono, gro de cementita e perlita.Limite de escoamento: 210 MPaLimite deresistncia trao: 380 MPaAlongamento: 25%

Aluno: Paulo ConciAtravs da figura foi possvel identificar que o mesmo um ao doce, com contornos de solda na parte exterior da amostra, desta forma, os limites de escoamento e resistncia a trao so semelhantes ao do ao baixo carbono, porem na regio da solda torna-se necessrio a realizao de outros ensaios para determina-las.

Aluno: Ronisson Marques Ferro fundido nodular ferritico (FE 40015)Tenso Limite de Resistncia Trao (mnima) = 400 MPaTenso Limite de Escoamento (mnima) = 270 MPaAlongamento (mnimo) = 15%

Aluno: Vilmar Junior Ao com 0,5% de carbono, temperado em gua fria e revenido a 600oCDureza: 750 HBLimite de resistncia a trao: 550MPa

6. Concluso Atravs deste ensaio foi possvel analisar como as propriedades dos materiais mudam conforme sua estrutura granular alterada, como foi possvel identificar cada material, possui contornos de gros diferentes e estes proporcionam diversas propriedades mecnicas.Contudo, para uma boa realizao do ensaio necessrio seguir os procedimentos descritos no relatrio, pois no todo e qualquer material que possui sua forma catalogada ou em livros.Porm com uma boa realizao da pratica, tomando os devidos cuidados possvel identificar as mais variadas propriedades mecnicas, e quais conformaes o material da amostra sofreu. Alem do mais, este ensaio de extrema importncia para a industria mecnica e metalrgica.

6.9 Referncia bibliogrfica

COLPAERT; Hubertus. Metalografia dos produtos siderrgicos comuns, 3 Edio, Editora Edgarg Blcher Ltda, So Paulo 1974. COUTINHO, Telmo de Azevedo. Metalografia de No-Ferrosos, Editora Edgard Blcher Ltda, So Paulo 1980.CALLISTER, W. D. Cincia e engenharia de materiais: uma introduo. 7 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2008.