O Laboratório de Microestruturas

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Pela micrografia pode-se observar a granulação do material, a natureza, quantidade, distribuição e forma de diversos constituintes, inclusões e outros que em seu conjunto conduzem a uma série de conclusões interessantes e de utilidade prática. Assim, os ensaios mecânicos constatam os valores da resistência, dureza, etc., do material, a análise química mostra os elementos que fazem parte da constituição do material, e, por fim, o exame metalográfico fornece informações sobre a estrutura do material.

A observação metalográfica é um meio bastante poderoso para prever ou explicar as propriedades e o comportamento de uma peça metálica, pois permite conhecer a estrutura do material, mais concretamente seus microconstituintes, bem como a morfologia e distribuição destes. Este estudo tem como objectivo perceber melhor o comportamento do material sob diversas condições (aplicações) e, desse modo, relacionar as observações realizadas com algumas de suas propriedades.

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Metodologia

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Materiais e Equipamentos Utilizados

Os materiais e equipamentos usados para este experimento foram:

- Amostra de aço com médio teor de carbono;

- Máquina de cortar amostras;

- Máquina de Lixamento e Polimento de amostras;

- Ácido pícrico com 4% de álcool etílico;

- Cronómetro;

- Pano embebido em álcool etílico;

- Secador de amostras;

- Pinça;

- Microscópio Óptico.

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Procedimentos Experimentais

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Corte da Amostra

Às vezes é necessário particionar o corpo de prova para obterem-se amostras que servirão para a análise metalográfica. O corte abrasivo oferece a melhor solução para este seccionamento, pois elimina por completo o trabalho mecânico a frio, resultando em superfícies planas com baixa rugosidade, de modo rápido e seguro.

Consistem de discos abrasivos finos (normalmente de alumina ou oxido de silicato), agregados com borracha ou outro aglomerante qualquer. A escolha e localização da seção a ser estudada dependem basicamente da forma da peça e dos dados que se deseje obter ou analisar a mesma. Dependendo do material a ser cortado, podem ser necessário discos de diferentes composições. A dureza e a ductilidade do material influenciam na escolha do disco de corte. Em geral, é efetuado o corte longitudinal ou o corte transversal na amostra. A máquina a qual foi usada neste experimento é a da figura 1 e 2 encontrada no anexo.

Durante a operação de corte, deve-se ter o máximo de cuidado para não modificar a estrutura da amostra. O corte nunca deve ser contínuo, de modo que não ocorra excessivo aquecimento (acima de 100º C) por falta de penetração do refrigerante.

Descrição do ensaio: cortar material, corpo-de-prova, barra vergalhão, em uma cortadora metalográfica. Prende-se a peça no equipamento, fecha-se a lateral, liga-se o disco e bomba de lubrificação e corta o material do tamanho desejado.

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Lixamento

Devido ao grau de perfeição requerida no acabamento de uma amostra metalográfica idealmente preparada, é essencial que cada etapa da preparação seja executada cautelosamente, é um dos processos mais demorados da preparação de amostras metalográficas.

O próprio lixamento remove a superfície danificada ou deformada do material, enquanto são introduzidas somente quantias limitadas de novas deformações. A meta é obter uma superfície plana com danos mínimos que possam ser removidos facilmente durante o polimento, no menor tempo possível.

Geralmente são usadas lixas em formatos de discos em um equipamento chamado politriz (Figura 3 no anexo). Esses discos possuem materiais abrasivos, como o carbeto de silício. Lixa-se primeiramente com lixas grossas (lixas de desbaste), conforme os defeitos vão sendo reduzidos, troca-se para lixas de granulometria mais finas, tentando reduzir bastante as deformações da amostra, a fim de facilitar o polimento.

Descrição do ensaio: obedecendo a granulometria correcta, da lixa de desbaste à lixa de acabamento, inicia-se o processo na máquina de lixar colocando-se a peça no disco giratório, girando a uma velocidade constante, aplicando água ocasionalmente de modo com que a temperatura da amostra não fique demasiado elevada pois poderá comprometer a estrutura do material.

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Polimento

Como no lixamento, o polimento deve remover os danos introduzidos pelas etapas anteriores. Isto é obtido através de sucessivas etapas de aplicação de partículas abrasivas mais finas. Certos materiais, especialmente aqueles que são moles e dúcteis, requerem um polimento final de ótima qualidade. Um dos processos de polimento mais utilizados é o processo mecânico, que é realizado através de uma politriz. Pode ser manual, quando a amostra é trabalhada manualmente no disco de polimento e automática quando as amostras são lixadas em dispositivos especiais e polidas sob a acção de cargas variáveis.

O agente polidor mais utilizado para o polimento mecânico é o diamante, devido as suas características de granulometria, dureza, forma dos grãos e poder de desbaste, porém a alumina também é um ótimo agente polidor sendo utilizada com concentração de 10% em varias granulometrias.

Descrição do ensaio:. Após o lixamento, coloca-se a peça na politriz com disco de espessura relativamente mais fino ou de acabamento de modo a deixar a superfície de estudo da amostra o quanto mais cristalina possível para efectuar o ataque químico posterior a esta etapa.

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Ataque Químico

O objectivo desta etapa é permitir a identificação ou visualização dos contornos de grão e as diferentes fases na microestrutura. A superfície das amostras, quando atacada por agentes específicos, sofre uma série de transformações eletroquímicas baseadas no processo de oxi-redução.

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