Relatório Materiais de Construção Mecânica

...

O controle dimensional se destina ao controle das dimensões físicas do produto. O controle de qualidade estrutural, chamado de metalografia, preocupa-se com o material que forma a peça, sua composição, propriedade, estrutura, aplicação, entre outros [5].[6]..

1.1.1 Ensaio Metalográfico

Este ensaio procura relacionar a estrutura do material com suas propriedades físicas, com o processo de fabricação, com desempenho de suas funções e outros. Esse pode ser macrográfico ou micrográfico.

No ensaio macrográfico, como mostrado na Figura 2, examina-se a olho nu ou com uma pequena ampliação, o aspecto de uma superfície que foi polida corretamente e atacada pelo reagente correto. Com essa, pode-se ter uma ideia a respeito da peça em que está sendo analisada a superfície, como a distribuição e homogeneidade do material, distribuição e natureza das falhas, impurezas no processo de fabricação, qualidade de solda, profundidade nos tratamentos térmicos [5]..

O ensaio micrográfico, como mostrado na Figura 3, é o estudo de produtos com o auxílio de um microscópio, onde é possível se observar as fases presentes e identificar a granulação do material, como tamanho de grão, estimar o teor de carbono no aço, a natureza, a forma, a quantidade, e a distribuição dos diversos constituintes [5]..

2.3 CORPO DE PROVA

É parte do material ou produto com forma e dimensões especifica da superfície a ser analisada, podendo ser um corpo de prova embutido (foto 1) ou não embutido. O corpo de prova embutido além de facilitar o manuseio de peças pequenas, evita amostras com arestas rasguem a lixa ou o pano de polimento, bem como o abaulamento durante o polimento. Um corpo de prova não embutido é aquele cujas dimensões da superfície a analisar são suficientemente grandes a ponto de não ser necessário o embutimento.

2.4 LIXAMENTO

Uma amostra metalográfica idealmente preparada requer um devido grau de perfeição no acabamento, logo é essencial que cada etapa de sua preparação seja realizada minunciosamente. Essa operação tem com princípio eliminar riscos e marcas profundas da superfície, preparando-a para o polimento. O processo de lixamento pode ser manual (úmido ou seco) e automático[5]..

Essa técnica consiste em lixar a amostra sucessivamente com lixas que apresentam uma granulometria cada vez menor, mudando-se de direção, girando a peça 90º, até os traços desaparecerem, como mostra na figura 5.

A sequência mais recomendada para o trabalho metalográfico com aços é 100, 220, 320, 400, 600 e 1200, mas pode haver variações. Para se alcançar o melhor lixamento possível é altamente recomendado o uso de maneira correta dessa técnica de lixamento, pois de acordo com a natureza da amostra, a pressão de trabalho e a velocidade, podem surgir deformações plásticas em toda a superfície por amassamento e aumento de temperatura.

2.5 POLIMENTO

É uma operação pós lixamento que almeja um acabamento superficial polido isento de marcas, lançando mãos de abrasivos como pasta de diamante ou alumina para estes fins. Antes que seja realizado o polimento a superfície da amostra deve ser limpa, deixando ela isenta de traços abrasivos, solventes, poeiras e outros. Essa limpeza pode ser feita simplesmente com água, mas é mais aconselhado o uso de líquidos que possuam baixo ponto de ebulição, como álcool, para que a secagem seja mais rápida [6].[5]..

Para a obtenção de uma superfície polida isenta de riscos existem cinco processos: processo mecânico, processo semiautomático em sequência, processo eletrolítico, processo mecânico-eletrolítico, polimento químico. Entraremos em mais detalhes apenas sobre o processo mecânico [5].[6]..

O processo mecânico é realizado lançando-se mão de uma politriz, como mostrado na figura 6, podendo esse processo ser manual ou automático. É chamado de manual quando a amostra é trabalhada manualmente no disco de polimento e é chamado de automático quando as amostras são lixadas em dispositivos especiais e polidas sob a ação de cargas variáveis [5].[6]..

1.1 ATAQUE QUÍMICO

Tem como objetivo principal permitir a identificação dos contornos de grão e as diferentes fases na microestrutura. O ataque consiste em um reagente ácido que é colocado em contato com a superfície da peça, onde esse causará a corrosão da superfície. Os reagentes são escolhidos de acordo com o material e dos constituintes macroestruturais que se deseja visualizar na análise microscópica.

Alguns grãos e fases sempre serão mais atacados pelo reagente que outros, fazendo com que cada grão e fase reflita a luz de maneira diferente de seus vizinhos, o que realçará os contornos de grão e dará tonalidades diferentes as fases, facilitando sua identificação.

Para sofrer o ataque a amostra deve estar completamente limpa e seca, logo, para garantir isso, utilizam-se líquidos de baixo ponto de ebulição, que podem ser evaporados rapidamente com o auxílio de uma ventoinha ou secado, como representado na figura 7.

Figura 6: (A) Modo correto de se secar uma amostra e (B) modo incorreto de se secar uma amostra [5]..

A amostra, quando tem sua superfície atacada por uma série de reagentes, sofre uma série de transformações eletroquímicas baseadas no processo de óxido-redução, cujo aumento do contraste se deve as diferenças de potencial eletroquímico. São formadas células locais onde os constituintes quimicamente pobres atuam como um ânodo reagindo com o meio de ataque de maneira mais intensa que os mais nobres. Para este ataque são usadas soluções aquosas ou alcoólicas de ácidos, bases e sais, bem como sais fundidos e vapores. O contraste varia em função da composição química, temperatura e tempo. Este pode ser divido em macroataque e microataque, onde no macroataque enviadencia a macroestrutura, a qual pode ser observada a olho nu e no microataque evidencia a estrutura íntima do material em estudo, podendo esta ser observada através de um microscópio metalográfico [5].[6]..

Abaixo temos uma tabela com alguns métodos de ataque e suas descrições:

Método