Técnicas macrográficas

Prévia do material em texto

Técnicas macrográ�cas
Prof. Julio Cesar José Rodrigues Junior
Descrição
Discussão da técnica macrográfica e suas principais etapas, a seleção da seção de estudo, a extração da amostra,
o lixamento, a revelação da macroestrutura e a visualização, à vista desarmada ou com o auxílio de lupa.
Apresentação dos principais equipamentos e materiais.
Propósito
O estudo macroestrutural tem duas grandes aplicabilidades, o controle de qualidade de produtos acabados, como
ocorre no processo de fabricação por lingotamento contínuo, e no auxílio de análise de falhas. Assim, o
conhecimento da técnica macrográfica, suas vantagens e limitações, é fundamental para o futuro engenheiro.
Objetivos
Módulo 1
Fundamentos das técnicas macrográ�cas
Descrever os fundamentos das técnicas macrográficas.
Módulo 2
Materiais e instrumentos
Descrever materiais e instrumentos utilizados.
Módulo 3
Técnica operatória da macrogra�a
Empregar a técnica operatória da macrografia.
Módulo 4
Vantagens e limitações da macrogra�a
Descrever as vantagens e as limitações da macrografia.
Introdução
Assista ao vídeo a seguir e compreenda as técnicas macrográficas.

1 - Fundamentos das técnicas macrográ�cas
Ao �nal deste módulo, você será capaz de descrever os fundamentos das técnicas macrográ�cas.
Vamos começar!
Os fundamentos da macrogra�a
Assista ao vídeo a seguir para conhecer os principais pontos que serão abordados neste módulo.

Aspectos gerais da metalogra�a
O ensaio metalográfico é uma técnica amplamente utilizada na engenharia e na pesquisa científica. Ela aborda a
relação entre a estrutura da matéria e suas propriedades mecânicas. Também é possível fazer inferências quanto
aos processos de fabricação (linhas de forjamento, estado bruto de fusão etc.). O ensaio apresenta duas técnicas
distintas:
Macrogra�a
Microgra�a
Em linhas gerais se diferenciam pelo aumento conseguido na visualização. Na macrografia, o aumento chega a
cerca de 50x. Em nosso estudo, o foco será a técnica macrográfica ou macrografia.
O exame macroscópico é a observação da macroestrutura de metais, à vista desarmada
ou com auxílio de uma lupa (aumento de até 50x), de uma superfície de uma amostra
(corpo de prova – CP) devidamente preparada (lixamento e ataque químico).
A técnica macrográfica é amplamente utilizada no controle de qualidade do tipo “passa ou não passa”, na
avaliação de superfície de fraturas em que aspectos como iniciação da trinca, marcas características etc. podem
ser percebidas, na caracterização de segregações, na avaliação da zona termicamente afetada (ZTA), nas zonas de
fusão em juntas soldadas, nos estudos de pesquisa etc.
Até a situação final de visualização da superfície, várias são as etapas da macrografia:
Quando essas etapas são executadas, é possível constatar a macroestrutura, devido à ação do reativo. O contraste
é estabelecido por ação do reativo, que ataca, preferencialmente, algumas regiões devido a diferenças de
composição química ou de cristalização.
A imagem a seguir apresenta a macrografia da seção longitudinal de dois trilhos caldeados (união de duas peças
por ação do calor e da pressão) onde é possível observar a ZTA. O ataque químico foi realizado com reativo de
iodo.
Macrografia de trilhos caldeados com destaque para a ZTA – reativo de iodo.
A técnica macrográfica é padronizada, por exemplo, pela American Society for Testing and Materials (ASTM) sob o
número ASTM E 381 – Standard Method of Macroetch Testing Steel Bars, Billets, Blooms, and Forgings.
Resumindo
Por meio da técnica macrográfica, é possível fazer a análise de heterogeneidades macroscópicas, a visualização
de defeitos, como trincas e porosidades, a avaliação de tratamentos térmicos, como o de têmpera superficial, a
visualização de alguns tipos de inclusões, a identificação de processos de fabricação (linhas de conformação) etc.
em peças para garantir sua qualidade e um bom funcionamento.
Em linhas gerais, os passos a seguir são inerentes à técnica macrográfica: inspeção inicial para a escolha da
superfície (ou superfícies) a ser analisada, corte da amostra, preparação da superfície por meio de sucessivos
lixamentos, ataque químico para revelação da macroestrutura, visualização e a análise da macroestrutura e
registros.
1
A escolha da seção a ser
estudada (longitudinal ou
transversal).
2
O corte
(Extração da amostra).
3
O lixamento em uma série de
lixas.
4
Durante o ensaio de tração, quando ocorre o escoamento (transição da região elástica para a plástica) nítido,
aparecem as linhas de Lüders. A imagem a seguir apresenta uma macrografia de um corpo de prova (CP) do
ensaio de tração em que são visualizadas essas linhas. Na preparação da amostra, utilizou-se o reativo de Fry para
o ataque químico.
Macrografia de CP de tração revelando as linhas de Lüders – reativo de Fry.
In�uência da orientação da seção na macrogra�a
A escolha da seção a ser estudada quanto aos aspectos macroestruturais influencia fortemente a análise da
macroestrutura. A orientação da seção de estudo, ou seja, transversal ou longitudinal, deve ser adequada para a
melhor caracterização da macroestrutura.
Exemplo
Os cortes transversais são mais adequados para a verificação da profundidade de têmpera e os longitudinais para
verificação do processo de conformação de uma peça. A anisotropia estrutural é uma preocupação nessa escolha,
uma vez que a textura é fortemente influenciada pela direção. Segregações podem se alinhar em dada direção.
Analisando a imagem a seguir, é possível visualizar a representação esquemática de uma peça com anisotropia e
as duas seções de estudo, onde as macroestruturas são bem distintas.
Influência da anisotropia no estudo metalográfico.
A imagem a seguir apresenta a direção de laminação de uma barra e as duas superfícies de análise (transversal e
longitudinal) para o estudo macrográfico de porcas estampadas, a partir da barra laminada. É possível perceber
como a escolha da seção permite a visualização de macroestruturas distintas. Note a forte segregação central,
evidenciada na seção transversal ao sentido de laminação da barra.
Orientação da seção de estudo macrográfico.
A partir da imagem anterior, é possível observar, na próxima imagem, as macrografias das porcas. Uma forte
segregação da barra original é perceptível na macrografia da seção transversal.
Orientação da seção de estudo macrográfico.
Na avaliação de soldas, a escolha da seção transversal é a opção para estudo da extensão da ZTA e da zona de
fusão (ZF). A imagem a seguir apresenta a macroestrutura de seção transversal de uma solda com duplo filete. É
possível perceber, devido ao contraste promovido pelo ataque químico durante a preparação da superfície, a zona
afetada pelo calor do processo de soldagem, a ZTA.
Macrografia em solda.
A escolha da seção de estudo macrográfico apresenta alguns casos típicos, extensamente apresentados na
literatura. Veja a seguir:
Seção transversal
É adequada para verificação da homogeneidade do material ao longo de sua seção, para a verificação de costuras,
soldas ou caldeamento em tubos e para a observação da regularidade e profundidade do coquilhamento do ferro
fundido.
Seção longitudinal
É adequada para avaliar soldas de topo, distinguir uma peça fundida de peças forjadas ou laminadas e detectar
eventuais defeitos próximos à fratura.
Preparação da superfície macrográ�ca
Uma etapa do processo de preparação de amostras para o estudo macrográfico é a extração da amostra da peça
original, que ocorre por meio de corte com disco abrasivo (cut-off) e com a utilização de fluido refrigerante, cujo
principal objetivo é evitar mudanças estruturais na amostra, devido ao aumento da temperatura.
Em regra, a superfície apresenta elevado nível de rugosidades eliminado na etapa subsequente, o lixamento. Por
vezes, a amostra extraída apresenta pequenas dimensões que dificultam o manuseio no lixamento. Nessas
situações, pode-se realizar o seu embutimento em resinas, quefacilitam o manuseio e evitam o abaulamento das
arestas. O embutimento pode ser a frio ou a quente.
Atenção!
Eis uma regra simples, mas bastante utilizada na prática metalúrgica: para materiais macios (de baixo carbono, por
exemplo), utilizam-se, na etapa de extração da amostra, discos com grãos de dureza elevada; e, para materiais
duros, os discos utilizados apresentam grãos com baixa dureza.
Lixamento da superfície para estudo macrográ�co
O lixamento da superfície em preparação para a visualização macrográfica é normalmente feita em discos
abrasivos de carbeto de silício. A técnica consiste, em linhas gerais, em usar lixas de granulometria cada vez
menores (100, 220, 320, 400 e 600), rotacionando-se a amostra em 90° em cada lixa subsequente, até
desaparecerem os traços da lixa anterior.
A imagem a seguir apresenta, esquematicamente, esse procedimento. Uma vez que existe o atrito da superfície, a
etapa de lixamento é refrigerada com água. A cada troca de lixa, a peça deve ser lavada.
Rotação de 90° na etapa de lixamento.
Ataque químico da superfície para estudo macrográ�co
Na sequência das etapas de preparação, a superfície, agora plana e lixada, deverá ser atacada por reagente
químico adequado, função do tipo de macroestrutura que se deseja observar. A superfície deve ser atacada de
maneira uniforme, podendo-se utilizar a técnica por imersão, em que a amostra é mergulhada no reativo, ou a
técnica de aplicação, em que, com auxílio de um algodão embebido no reativo, o reagente é espalhado sobre a
superfície. O ataque pode ser classificado em:
Lento
(profundo)
Rápido
(superficial)
O ataque do reativo químico é diverso, dependendo, principalmente, da diferença de composição química ao longo
da superfície e da estrutura cristalina distinta. Algumas regiões são quimicamente mais reativas que outras; por
isso, conduzem a regiões de contrastes distintos, dando origem ao aspecto denominado macrográfico. O ataque
químico é interrompido com a lavagem da amostra em água corrente e posterior secagem.
Sem o intuito de esgotar o assunto, apresentamos a seguir alguns reativos comuns no estudo macrográfico e suas
principais aplicações. A literatura a respeito do assunto é ampla e possibilita o detalhamento de diversos
reagentes.
Observação: Após as etapas descritas suscintamente, a superfície da amostra está pronta para a observação e a
análise macroestrutural que é feita à vista desarmada ou com o auxilío de lupa de pequenos aumentos.
Impressão direta de Baumann
Também conhecida como impressão de enxofre, é considerada por vários autores uma terceira técnica de ataque
da superfície, sendo a imersão e a aplicação as duas outras técnicas.
Em linhas gerais, funciona da seguinte forma:
Iodo
Composição: Solução com iodo sublimado, iodeto de potássio e água
Aplicação: Aplicação geral em macrografia, revelando ZTA, texturas, bolhas, segregações etc.
Heyn
Composição: Solução de cloreto cuproamoniacal e água
Aplicação: Revelar zonas ricas em fósforos.
Fry
Composição: Solução de cloreto cúprico, ácido clorídrico e água destilada
Aplicação: Revelar linhas de deformação, em aços com deformação a frio.
O principal objetivo dessa técnica é a verificação de inclusões e segregações de enxofre (S).
O processo é aplicado como uma ferramenta de controle da produção de aço por lingotamento contínuo, conforme
a imagem:
Processo de lingotamento contínuo em indústria metalmecânica.
A macrografia apresentada na imagem a seguir, da seção transversal de um aço baixo carbono (0,13 %C),
apresenta a aplicação da impressão de Baumann como ferramenta no controle de qualidade da fabricação de aço
por lingotamento contínuo.
Influência da orientação da seção de estudo para materiais com a anisotropia das segregações de enxofre.
Na imagem (a), percebem-se as segregações de enxofre na região central como uma linha descontínua. A imagem
(b) apresenta a região destacada ampliada. A impressão é rápida e auxilia em eventuais correções nas variáveis do
processo de produção.
1
Aplica-se um papel
“fotográfico” umedecido com
solução aquosa de ácido
sulfúrico sobre a superfície da
amostra, devidamente
preparada.
2
Em termos práticos, deve
ocorrer um íntimo contato
entre o filme e a superfície
para evitar bolhas e,
consequentemente,
equívocos na interpretação
dos resultados
macrográficos.
3
Após alguns minutos, o papel
fotográfico deve ser retirado
da superfície e o processo de
revelação executado (na
ausência de luz natural).
Conforme afirma Colpaert (2008), a intensidade da impressão de Baumann não depende exclusivamente da
concentração de enxofre no material analisado. O alinhamento das segregações de enxofre que ocorre em produto
conformados a quente (laminados, forjados etc.) apresenta intensidades bem distintas, dependendo da seção,
longitudinal ou transversal, adotada para estudo.
No caso da seção transversal, o ataque químico é profundo enquanto no corte longitudinal a profundidade é bem
menor, o que explica a diferença na intensidade apresentada na impressão de Baumann na imagem:
Influência da orientação da seção de estudo para materiais com a anisotropia das segregações de enxofre.
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
(FCC Órgão: METRÔ-SP – Técnico Sistemas Metroviários – Mecânica). Na técnica de preparo de um corpo de
prova de macrografia, na escolha e localização da seção a ser estudada, deve-se optar, preferencialmente, por
um corte longitudinal quando se tem por objetivo verificar
Parabéns! A alternativa A está correta.
A como se processou um caldeamento de topo
B a natureza do material
C a homogeneidade da seção
D a forma e dimensão das dendritas
E a profundidade da têmpera
A escolha da seção de estudo na macrografia está diretamente associada ao objetivo do estudo. Dependendo
da macroestrutura, pode-se optar pela seção longitudinal ou transversal. No caldeamento de dois trilhos
(pressão mais temperatura) de topo, a extração de uma amostra longitudinalmente é adequada para a
verificação do processo. Por exemplo, para o estudo da homogeneização de uma peça e a verificação da
profundidade de têmpera são tipicamente utilizadas seções transversais.
Questão 2
(Órgão: EMAE-SP Prova: FCC - 2018 – Engenheiro – Mecânica). Sobre macrografia, considere as afirmações a
seguir.
I. É possível avaliar a profundidade da têmpera nos dentes de uma engrenagem.
II. Permite saber se uma peça foi cementada, bem como avaliar a profundidade alcançada por meio desse
tratamento térmico.
III. Permite medir a dureza de um material.
Está correto o que consta em:
Parabéns! A alternativa B está correta.
A técnica metalográfica apresenta a macrografia e a micrografia. Na primeira, depois da superfície preparada,
as macroestruturas são identificadas a olho nu ou com lupas de pequenos aumentos. Na micrografia, há
necessidade de instrumentos ópticos com maiores magnificâncias, o microscópio. Uma das possibilidades de
estudo, via macrografia, é o estudo da têmpera superficial, sendo possível avaliar a profundidade da camada e
sua homogeneidade. Esse tratamento é usual em engrenagens. De forma similar, é possível fazer o estudo da
A I e III
B I e II
C II e III
D III, apenas
E I, II, III
camada de tratamentos termoquímicos, como a nitretação. A quantificação da dureza é realizada com
equipamento próprio.
2 - Materiais e instrumentos
Ao �nal deste módulo, você será capaz de descrever materiais e instrumentos utilizados.
Vamos começar!
Os materiais e instrumentos utilizados na macrogra�a
Assista ao vídeo a seguir para conhecer os principais pontos que serão abordados neste módulo.

Aspectos gerais dos materiais e instrumentos utilizados
O processo de preparação metalográfica de uma amostra para o estudo macrográfico apresenta uma série de
etapas associadas a equipamentos próprios e/ou materiais de consumo.
Na etapa de extração da amostra de uma peça utiliza-se uma cortadora de disco
abrasivocom fluido lubrificante. Apenas nessa etapa é possível perceber a utilização do
equipamento de corte propriamente dito e os consumíveis, materiais, como o fluido e o
disco de corte.
De maneira semelhante, nas várias outras etapas, equipamentos próprios ou materiais de consumo serão
utilizados. Nos próximos itens serão detalhadas as etapas da macrografia.
Um laboratório metalográfico apresenta uma série de equipamentos, tanto para a micrografia como para a
macrografia. Como há a necessidade de preparação de reativos que envolvem ácidos, vapores tóxicos etc., há a
existência de uma capela com ventilação forçada.
Capela para manipulação de produtos químicos.
Existem os consumíveis que são os reativos, as lixas de diversas granulometrias, panos para polimento e abrasivos
(micrografia), vidraria, discos de cortes e resinas para embutimento a frio ou a quente. Também existem diversos
equipamento, tais como as lixadeiras e politrizes, as embutidoras, o ferramental para manuseio da amostra durante
o ataque químico e equipamentos de proteção individual (EPI). Os principais equipamentos individuais, utilizados
na preparação da amostra macrográfica, estão relacionados aos cuidados com os produtos químicos: óculos de
proteção, avental, luva, máscara etc, conforme a imagem a seguir.
EPIs para manipulação de produtos químicos.
Equipamentos para preparação da amostra
Nesta etapa, uma parte da peça a ser estudada será extraída: é a amostra. Em geral, esse procedimento é
executado em cortadoras de discos abrasivos (cut-off) de alumina ou óxido de silicato, com fluido lubrificante para
garantir que a temperatura não se eleve durante o corte, o que pode mudar a macroestrutura localmente. A
“pressão” exercida pelo disco na peça é feita diretamente, sob o controle do operador. Também deve-se evitar
pressão excessiva devido ao encruamento local.
Exemplo de cortadora de disco com refrigeração líquida, comum em laboratórios metalográficos. A peça a ser
cortada é presa na mesa de fixação. Com a refrigeração ligada, o operador atua na alavanca e, com a rotação do
disco, ocorre a extração da amostra. Na prática, não se deve fazer o corte de maneira contínua. O disco deve se
afastar da peça e, novamente, atuar com sentido de cortá-la.
Cortadora de disco.
Lixadeira de fita.
Ao término da etapa de extração da amostra da peça, deve-se realizar uma limpeza na superfície a ser estudada,
para retirar os resíduos provenientes do disco. Em geral, o corte realizado não apresenta muita precisão, e a
superfície fica demasiadamente rugosa. Uma etapa anterior ao lixamento mais fino é o desbastamento em
lixadeira de fita (80 a 120), conforme pode ser observada na imagem.
Equipamentos e materiais para o embutimento da amostra
A etapa de embutimento é opcional, dependendo muito da habilidade e experiência do operador. Em regra, peças
com pequenas dimensões serão difíceis de se manipular na etapa de lixamento, soltando-se, por exemplo, da mão
do operador pela rotação da lixa na máquina. Ademais, pode danificar a lixa e dificultar que a superfície ao final
seja plana (abaulamento).
O embutimento consiste em circundar a amostra com resina, normalmente na forma de um disco. Observe um
desenho esquemático na imagem a seguir:
Amostra de pequenas dimensões embutida em resina.
O embutimento pode ser realizado:
A quente
No caso de o embutimento ser feito a quente, a principal resina utilizada é a baquelite.
Por meio de prensas, utiliza-se pressão e aquecimento para efetuar a cura da resina.
A frio
No caso de embutimentos a frio, são utilizadas a resina acrílica em pó ou a poliéster, com os respectivos
catalisadores.
Utiliza-se um molde plástico, em geral um tubo cilíndrico de PVC sem as seções superior e inferior, onde se
encontra a amostra. É colocada a resina e seus catalisadores. Após certo tempo, ocorre a cura e retira-se a
amostra embutida.
A imagem a seguir apresenta um modelo de prensa utilizada no processo de embutimento a quente de amostras
para estudo macrográfico.
Prensa para embutimento.
Equipamentos e materiais para o lixamento da superfície
Depois das etapas de seleção e extração da amostra e eventual embutimento, a superfície escolhida para o estudo
macrográfico deve ser uma região plana e lixada, sem arranhões oriundos do corte e com baixíssima rugosidade.
Essa etapa é feita atritando-se a superfície diretamente em um papel com grãos abrasivos presos, as lixas. Existem
dois processos de lixamento: manual e automático. As lixas são constituídas de grão de carbeto de silício (SiC) e
nomeadas por número que indicam as suas granulometrias.
Uma lixa de número 100 apresenta grãos maiores que a lixa 600. No dia a dia, diz-se que a lixa 100 é “mais grossa”
que a 600. A imagem apresenta uma ilustração de uma lixa de carbeto de silício, cortada em forma circular para
ser colocada na lixadeira.
Lixa de SiC cortada para ser usada no lixamento da superfície da amostra.
Lixadeira para preparação de amostras macrográficas.
As lixas cortadas são fixadas em um disco horizontal rotatório em que a superfície em contato, devido ao atrito,
será lixada. Há um jato de água corrente para evitar o aumento de temperatura, localmente. A imagem apresenta
um modelo de lixadeira, comumente utilizadas em laboratórios metalográficos.
Atenção!
Cabe ratificar que o processo de lixamento pode levar a alterações da macroestrutura, pelo aquecimento local da
superfície. Dessa forma, o lixamento deve ocorrer com água corrente para resfriar a amostra.
Materiais para o ataque macrográ�co
A etapa de ataque químico da superfície a ser estudada em macrografia é utilizada para “revelar” macroestruturas,
em virtude do contraste provocado pela ação química do reativo, em decorrência da diferença de composição
química ou estrutura cristalina.
Para o ataque químico há uma série de materiais de consumo, os reagentes químicos, que formarão uma série de
reativos, com aplicações específicas na macrografia.
A imagem a seguir apresenta a seção transversal de uma engrenagem de aço com o tratamento termoquímico de
nitretação. É possível perceber a camada cementada (rica em nitretos) nos dentes e na superfície interna da
engrenagem. O contraste da macrografia é decorrente do ataque químico com o reativo de iodo.
Macrografia de engrenagem de aço cementada.
O ataque químico da superfície macrográfica acontece conforme apresentado a seguir:
Veja a seguir uma série de reativos utilizados na etapa de ataque químico da macrografia, com informações a
respeito da composição química e das principais estruturas reveladas pelo ataque:
Manipulação de reagentes
São necessários diversos
reagentes químicos e água
destilada. A manipulação
desses reagentes requer
vidraria química, o uso de
capelas com exaustão etc. A
imagem ilustra a vidraria
comum em laboratórios
metalográficos.
Interrupção do ataque
químico
É feito por meio de água
corrente. Em seguida, é
realizada a secagem forçada
para evitar manchas que
interfiram na visualização e na
análise da superfície.
Normalmente borrifa-se
álcool na superfície utilizando
um pisset.
Secagem
Antes da visualização da
superfície, é feita a secagem
utilizando-se um jato de ar
quente, por exemplo, de um
secador comum.
Reativo de iodo
Iodo sublimado (10 g)
Iodeto de potássio (20 g)
Água (100ml)
Aplicação geral em macrografia.
Reativo de ácido sulfúrico
Ácido sulfúrico (20ml)
Água (100ml)
Q t ó i à t t d b li ã
Quente: próximo à temperatura de ebulição
Destaca a segregação, revelando o “fibramento”.
Reativo de Heyn
Cloreto cuproamoniacal (10 g)
Água (120ml)
Remoção do cobre depositado por leve abrasão, após o ataque.
Sensível à segregação de fósforo.
Reativo de ácido clorídrico
Ácido clorídrico (50ml)
Água (50ml)
Quente: entre 70 e 80°C
Segregação
Profundidade de regiões temperadas em aços-ferramenta
Aços AISI série 300
Reagente de Oberhoffer
Água destilada (500ml)
Etanol (500ml)
FeCl3 (30g)
SnCl3 (0,5g)
CuCl2 (1,0g)
Temperatura ambientee imersão por 20s
Segregação
Estrutura dendrítica
Áreas enriquecidas em ferro são escurecidas
Reativo de Fry
Ácido clorídrico (120ml)
Água destilada (100ml)
Cloreto cúprico (90ml)
Linhas de deformação (a frio) em aços
Reativo de persulfato de amônia
Água destilada (90ml)
(NH4)2S2O8 (10ml)
Ataque por aplicação ou por imersão
Soldas, segregações e dendritas
Reativo de Humfrey
Água destilada (50ml)
Ácido clorídrico (25ml)
Cu(NH3)4Cl2 (60g)
Remoção do cobre depositado por leve abrasão, após o ataque
Segregação dendrítica
Reativo de Humfrey em dois estágios
1º estágio: Humfrey neutro
Água destilada (50ml)
Cu(NH3)4Cl2 (60g)
2º tá i H f á id
A etapa final da macrografia é a visualização feita à vista desarmada e/ou com auxílio de lentes de aumento
(lupas) de até 50x. As imagens a seguir mostram os dois “instrumentos” utilizados nessa etapa: o olho humano e a
lupa.
Corte transversal do bulbo do olho humano.
Lupa para exame macrográfico.
2º estágio: Humfrey ácido
Água destilada (50ml)
Cu(NH3)4Cl2 (60g)
Ácido clorídrico (2ml)
Segregação dendrítica, estrutura de placas de lingotamento contínuo
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
O estudo macrográfico de aços é muito comum nas indústrias e nos centros de pesquisas. É uma ferramenta
de controle de qualidade, por exemplo, na produção de aços por lingotamento contínuo em siderúrgicas. Na
preparação de uma amostra, várias são as etapas a ser seguidas. Inicia-se com a extração da amostra, passa
pelo lixamento e demais etapas, e termina com a visualização. A respeito dos equipamentos e materiais
utilizados na etapa do lixamento, são feitas as afirmativas a seguir.
I – O lixamento é a etapa posterior ao ataque químico da amostra e serve para retirar uma pequena camada de
óxido de ferro. É realizado em lixadeiras automáticas.
II – As lixas normalmente utilizadas são de carbeto de silício com refrigeração à água na seguinte ordem: 100,
220, 320, 400 e 600.
III – A fase de embutimento, anterior ao lixamento, pode ser realizada a quente ou a frio, sendo as principais
resinas a baquelite e o poliéster. No embutimento a quente faz-se uso de uma prensa.
São corretas as afirmativas:
Parabéns! A alternativa E está correta.
A etapa de lixamento precede a de revelação da macroestrutura (ataque químico) e tem como objetivo tornar a
superfície de estudo da amostra plana e livre de riscos. O lixamento deve ser realizado sob refrigeração de
água para garantir que não ocorrerá aumento de temperatura local, evitando-se, assim, mudanças estruturais
e, consequentemente, indicações falsas. A sequência de lixas é da de menor número (maior granulometria do
abrasivo, carbeto de silício) para a de maior número. A fase de embutimento é opcional. Quando as amostras
têm pequenas dimensões é importante essa etapa que pode ser feita a quente ou a frio.
Questão 2
Para a criação de contraste na superfície macrográfica em estudo, vários reagentes podem ser utilizados. O
contraste é função da diferença de composição química existente ao longo da superfície da amostra. Muitas
vezes, o laboratório apresenta a matéria-prima para a preparação dos reativos específicos. Nessa fase,
diversos cuidados devem ser tomados. Nesse contexto, analise as afirmativas a seguir.
I – O ataque da amostra deve ser realizado em capela com exaustão mecânica para, por exemplo, evitar a
inalação de vapores tóxicos pelo técnico.
A Apenas a I
B Apenas a II
C Apenas a III
D I e II
E II e III
II – Como os reativos nunca apresentam em sua composição química ácidos fortes, é opcional a utilização de
óculos de segurança.
III – Interrompe-se o ataque químico da superfície da amostra com água corrente. Na sequência borrifa-se
álcool e faz-se a secagem, com o uso de um secador comum.
São corretas as afirmativas:
Parabéns! A alternativa D está correta.
A etapa de ataque químico da superfície da amostra a fim de que ocorra a revelação da macroestrutura é uma
etapa crítica em termos de segurança para o operador. A manipulação de quaisquer substâncias químicas
deve ser realizada como o uso de EPI e em capela de exaustão forçada, evitando-se, por exemplo, a inalação
de eventuais vapores tóxicos oriundos de ácidos. A interrupção do ataque químico à superfície é realizada
com a colocação da amostra em água corrente.
A Apenas a I
B Apenas a II
C Apenas a III
D I e III
E II e III
3 - Técnica operatória da macrogra�a
Ao �nal deste módulo, você será capaz de empregar a técnica operatória da macrogra�a.
Vamos começar!
Entendendo a técnica operatória da macrogra�a
Assista ao vídeo a seguir para conhecer os principais pontos que serão abordados neste módulo.
Aspectos gerais da técnica operatória da macrogra�a

A macrografia é uma técnica metalográfica em que uma superfície é preparada e atacada quimicamente para
revelar macroestruturas visíveis a olho nu ou com o auxílio de uma lupa, com aumento de cerca de 50x. A fim de
que seja possível a visualização da superfície e identificação de bolhas, rechupes, tratamentos térmicos, linhas de
deformação etc., são necessárias várias etapas.
Todas essas etapas devem ser meticulosamente desenvolvidas para que não ocorram problemas na visualização
final – por exemplo, erro na interpretação de dados.
Existe, portanto, uma série de informações que podem ser extraídas da chamada técnica operatória da
macrografia. Em linhas gerais, como já mencionado, a macrografia resume-se às seguintes etapas:
Essa etapa consiste na obtenção de informações básicas do material, de caráter qualitativo. O uso do
esmeril pode ajudar na estimativa de carbono presente, a observação da superfície de falha pode dar
indicativos a respeito do tipo de falha etc.
Nessa etapa, são definidos os parâmetros estruturais que serão estudados para alcançar o objetivo da
análise. Extensão de tratamentos térmicos superficiais, textura, estrutura bruta de fusão etc.
A partir da definição das macroestruturas a serem visualizadas no estudo, define-se o corte a ser realizado
na peça, em geral, transversal ou longitudinal.
É o corte da peça, segundo a orientação definida no item anterior, para expor a superfície de estudo.
Inspeção preliminar 
Critérios para análise 
Escolha da superfície 
Extração da amostra 
Lixamento 
Nessa etapa, uma série de lixas são utilizadas para eliminar marcas do corte, arranhões etc., tornando a
superfície plana.
Nessa etapa, dependendo do material e da macroestrutura de interesse, são utilizados reativos específicos
que revelam a macroestrutura.
Escolha da seção a ser estudada
Apesar de ter argumentos meramente qualitativos, essa etapa é baseada em aspectos técnicos bem-difundidos na
vasta literatura disponível sobre o assunto. A partir da definição de quais aspectos macrográficos serão estudados,
deve-se optar pela seção da amostra.
As principais seções utilizadas em peças acabadas e com geometria regular são a transversal e a longitudinal. Por
vezes, mais de uma amostra é extraída da peça, o que pode levar a mais de uma seção de preparo e estudo. A
técnica de escolha é fundamental para que o resultado seja o esperado.
Seções transversal e longitudinal de tubo com costura.
Observe, na imagem anterior, que o tubo apresenta uma costura – por exemplo, uma solda. Foram feitas as
escolhas para estudo das seções transversal e longitudinal. A indicação da costura é visualizada apenas na seção
transversal.
Escolha da seção longitudinal
Como técnica que norteia a escolha da seção da amostra a ser estudada, segue uma pequena lista com as
principais indicações para a seção longitudinal.
Ataque químico da superfície 
Em linhas gerais, a seção longitudinal é preferida quando os seguintes aspectos são estudados ou investigados:
na análise de superfícies de fratura, a visualização de defeitos nas proximidades de fraturas;
avaliação de soldas de topo;
avaliação do processamento de uma peça por fundição, forjamento ou laminação;
investigaçãoe estudo de peças com rosca;
investigação de tratamentos térmicos superficiais.
A imagem a seguir apresenta a macrografia da seção longitudinal de aço AISI 1527, produzido pelo processo de
lingotamento contínuo. É possível notar a presença de trincas e segregação central em formato de “V”.
Macrografia de seção longitudinal de aço com segregações em “V”.
Escolha da seção transversal
A escolha da superfície transversal para o estudo macroscópico é amplamente utilizada quando o intuito é:
verificar a homogeneidades do material;
verificar a existência ou não de costuras (por solda ou caldeamento) em tubos;
verificar as principais zonas da solda, a termicamente afetada (ZTA) e a de fusão (ZF);
avaliar, quanto à homogeneidade e à profundidade, a camada cementada produzida pelo tratamento
termoquímico de nitretação;
caracterizar a forma e a dimensão de dendritas (estrutura bruta de fusão);
determinar a profundidade de têmpera.
A imagem a seguir apresenta a macrografia da seção longitudinal de aço 20MnMoNi55, em que é possível
observar a camada depositada, a zona termicamente afetada (ZTA) e o defeito de inclusão de escória, indicado
pela seta.
Macrografia de seção transversal de aço com revestimento depositado por solda.
Outra macrografia é apresentada na próxima imagem, em que a seção transversal de uma barra circular de aço foi
tratada termicamente. É possível perceber uma leve camada de descarbonetação.
Macrografia de seção transversal de aço com descarbonetação.
Extração da amostra
Depois da etapa de seleção da seção de estudo, é realizada a extração da amostra que terá a superfície preparada
para a análise macrográfica.
Em função do tamanho e da dureza da peça, o corte pode ser realizado por:
Maçarico
Serra mecânica
Discos abrasivos, sob refrigeração
O corte por maçarico tem os inconvenientes de superfícies muito irregulares e o intenso aquecimento local,
podendo implicar alterações estruturais da amostra.
Comentário
As demais técnicas para extração da amostra são refrigeradas com líquido, mitigando eventuais alterações
macroestruturais.
Os discos abrasivos podem ser de carbeto de silício ou de alumina. A escolha do disco baseia-se no tipo de
material a ser cortado, em geral ferrosos, não ferrosos e ligas de titânio (discos específicos). Como regra, para
auxiliar a escolha do disco de corte abrasivo, materiais macios de baixo carbono são cortados por discos duros;
para materiais duros, utilizam-se discos macios.
A imagem a seguir apresenta, de maneira esquemática, o descrito. A classificação do disco como macio ou duro
relaciona-se à dureza dos grãos abrasivos.
Diagrama de blocos para a escolha do disco abrasivo para extração da amostra.
A etapa de extração da amostra macrográfica em discos abrasivos deve ser efetuada de maneira gradual para que
não ocorram alguns defeitos como:
A imagem a seguir apresenta, apenas como ilustração, um conjunto de diferentes discos abrasivos utilizados para
corte de metais.
Discos abrasivos para corte.
A técnica para a extração de amostras sofre ligeiras modificações, dependendo da máquina cortadora mecânica
disponibilizada.
Em linhas gerais, a técnica utilizada apresenta estas etapas genéricas:
fixação da peça na cortadora mecânica;
Quebra do disco
Normalmente, está ligada à inexperiência do operador que emprega força excessiva no disco contra
a amostra, uso de disco de dureza inapropriada, má fixação da amostra no porta amostras etc.
Aquecimento excessivo
Os principais fatores são a lubrificação ineficiente e o disco inapropriado.
Desgaste excessivo do disco
Uma causa possível é a dureza é inadequada (discos macios).
fechar a porta de acesso ao interior da máquina;
verificar se o disco se encontra em sua posição de descanso, afastado da peça;
ligar o motor de acionamento do disco;
ligar a bomba de fluido de corte, caso a máquina não a acione automaticamente;
verificar o fluxo refrigerante, garantindo que a amostra será resfriada;
aplicar uma carga gradual até que o disco toque a peça e inicie o corte, que pode ser feito sem interrupções,
dependendo da geometria da peça;
deixar de aplicar a carga sobre o disco, afastando-o da peça;
desligar o motor e esperar que o disco pare de rotacionar ou desligar o fluido, caso não aconteça
automaticamente;
retirar e limpar a superfície da amostra.
A próxima imagem ilustra uma máquina para o corte da peça e extração da amostra a ser preparada para o estudo
macrográfico.
Máquina de corte com refrigeração.
Especi�cidades técnicas da preparação da superfície
A etapa de preparação da amostra para o estudo macrográfico tem como objetivo tornar a superfície da amostra
extraída, na etapa anterior, plana e adequada para posterior análise das macroestruturas.
Ao final do corte da peça, para extrair a amostra, por vezes, a superfície exposta apresenta muitas irregularidades
que necessitam de um primeiro desbaste mecânico, antes da etapa de lixamento propriamente dita. Essa etapa
intermediária pode ser feita em lixadeiras denominadas de fita, conforme apresenta a imagem.
Lixadeira de fita – macrografia.
Lixamento da superfície de estudo
Todas as etapas da preparação devem ser conduzidas de maneira técnica e cuidadosa. Como para a visualização
macrográfica exige-se uma superfície plana e com baixíssimo grau de rugosidade, se fosse possível escolher uma
etapa como primordial, seria a do lixamento. Em regra, também é uma das mais demoradas.
A etapa utiliza basicamente, a lixa abrasiva, água e lixadeiras mecânicas. O objetivo é eliminar riscos e marcas
profundas, muitas oriundas do corte. Dessa forma, utiliza-se uma série de lixas abrasivas, atritando-as contra a
superfície da amostra em uma sequência preestabelecida: da lixa com menor número (100) até a lixa de maior
número. Quanto menor o número da lixa, mais grossa ela é, ou seja, maior a sua granulometria.
Atenção!
Conforme afirma Colpaert (2008), o lixamento da superfície não deve ser conduzido até o acabamento superficial
especular, pois torna o ataque químico mais difícil e irregular. Ademais, a fase de registro fotográfico é dificultada
devido à reflexão da superfície.
Em geral, o lixamento das superfícies das amostras, em preparação para o estudo macrográfico é realizado em
lixadeiras metalográficas (ver imagem a seguir) em que as lixas, cortadas em forma circular, são colocadas sobre
pratos giratórios e a água corrente refrigera a região de contato da amostra com a lixa.
Lixadeira metalográfica.
Em termos práticos, essa etapa deve ser conduzida com uma série de pequenos cuidados. O operador deve manter
uma força constante sobre a peça contra a lixa, evitando-se, assim, a criação de vários planos. A refrigeração com
a água corrente deve possuir fluxo mínimo, tal que garanta o não aquecimento da superfície. Ademais, a água
corrente evita que resíduos se acumulem na lixa e comprometam o lixamento da superfície, arranhando-a.
Esses passos são repetidos para as diversas lixas de diferentes granulometrias.
Entre a utilização de uma lixa e a de outra, deve-se:
limpar, em água corrente, a superfície da amostra, evitando-se que resíduos sejam carregados para a próxima
etapa do lixamento e, eventualmente, provocando riscos.
garantir que a amostra seja rotacionada 90°, em cada lixa subsequente, até desaparecerem os traços da lixa
anterior.
Rotação de 90° na etapa de lixamento da amostra macrográfica.
Veja na imagem os grãos abrasivos de carbeto de silício (SiC) nas lixas:
Grãos da lixa de SiC – metalografia.
Veja também a ilustração da técnica de lixamento. Observe a importância de se embutir uma amostra de pequenas
dimensões para sua perfeita manipulação. Ademais, é possível perceber o disco rotatório e a água corrente para
evitar o aquecimento da amostra.
Lixadeira – utilização na preparação da superfície.
Por vezes, a amostra apresenta dimensões pequenas que comprometem, por exemplo, a etapa de lixamento
(abaulamento, rasgos na lixa etc.). Assim, é possível realizar umaetapa anterior, denominada embutimento (a frio
ou a quente).
Utiliza-se uma prensa hidráulica em que se tem controle sobre temperatura, pressão, tempo de cura etc.
Modelo de prensa de embutimento – metalografia.
A imagem a seguir apresenta, de forma apenas ilustrativa, algumas amostras embutidas a frio com resinas
acrílicas, ou poliésteres, ou a quente, com baquelites.
Amostras embutidas em resinas – metalografia.
Revelação da macroestrutura
A etapa que antecede a observação da macroestrutura de um material é o ataque da superfície, por reagentes
químicos, em que as macroestruturas são reveladas. Existe uma série de reativos químicos que tem aplicações
específicas, como já visto.
A superfície polida e plana é posta em contato com o reativo e regiões são preferencialmente atacadas devido à
composição e estrutura cristalina, dando origem ao contraste que permite a visualização de segregações, zona
termicamente afetada (ZTA) devido a uma solda, estruturas brutas de fusão etc.
O ataque macrográfico pode ocorrer de duas formas distintas, por:
Irmersão
A solução está em um recipiente, um béquer, por exemplo, e a amostra embutida ou não é colocada totalmente
imersa na solução, com o auxílio de uma pinça metálica, semelhante a uma tesoura.
Aplicação
Um algodão encharcado do reagente que é esfregado em toda a superfície da amostra. A etapa de interrupção do
ataque químico e a secagem é igual às etapas de ataque e secagem da técnica por imersão.
Observe a imagem a seguir, que apresenta uma mera ilustração da etapa de ataque químico por imersão de uma
amostra metálica embutida:
Ataque químico macrográfico por imersão
Em ambos os casos, a interrupção do ataque químico é executada com um banho em água corrente.
Posteriormente, borrifa-se álcool e sopra-se vapor quente por meio de um secador.
Atenção!
Vale ressaltar que, nessa etapa, todos os cuidados de segurança devem ser tomados. Uso de EPI, manipulação do
reagente e ataque químico devem ser realizados em capela química própria, com exaustão forçada etc. Não é raro
que o laboratório de metalurgia tenha a matéria-prima para a composição do reagente. Um cuidado que sempre
dever ser tomado na preparação do reativo é primeiro vazar a água no béquer e somente depois o ácido. A ordem
inversa pode levar à formação de reações exotérmicas e eventuais acidentes.
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
(IF RS - Técnico Laboratório/Metalurgia/2014 – adaptada). Considere as afirmativas a seguir e marque na
sequência a alternativa correta.
I) O nital, reagente químico composto por aproximadamente 3% de álcool e 97% de ácido nítrico, é o principal
reativo para ataques de macroestruturas.
II) Em geral, a sequência das granulometrias das lixas para macrografia simples, utilizadas em água, é: 100,
200, 400 e 600.
III) Para o lixamento macrográfico, utiliza-se a pasta de diamante ou a alumina em suspensão.
Agora marque a alternativa correta.
Parabéns! A alternativa D está correta.
O nital é um reativo utilizado na micrografia para aços de baixo/médio carbono, revelando perlita, cementita e
ferrita. O lixamento macrográfico objetiva a formação de uma superfície plana (não multifacetada) e sem
riscos de cortes. Essa etapa é feita em várias pequenas etapas, lixando a superfície em uma série de lixas de
carbeto de silício com granulometrias diferentes. O início se dá com as lixas “mais grosseiras”, ou seja, com
números menores. Uma possibilidade é a sequência 100, 200, 400 e 600. Cada etapa deve ser refrigerada com
água corrente. Pasta de diamante ou alumina em suspensão é utilizada no polimento de amostras
micrográficas.
Questão 2
(VUNESP – Assistente de Suporte Acadêmico II (UNESP)/Metalografia e Metalurgia/2016). O lixamento é uma
etapa importante da preparação metalográfica porque ajuda a eliminar parte das deformações e dos defeitos
produzidos durante o corte ou a usinagem dos corpos de prova. Como ele deve ser feito?
A I, II e III
B I e III
C II e III
D Apenas II
E I e II
A
Inicia-se o lixamento após o embutimento, com lixa de granulometria 600. O tempo de
lixamento está em torno de dez minutos. A partir dessa etapa, a amostra pode ser polida.
Parabéns! A alternativa B está correta.
A etapa da preparação da superfície da amostra que a torna plana e livre de riscos do corte é o lixamento
realizado em lixas de carbeto de silício (SiC) com refrigeração à água corrente, evitando-se o aumento da
temperatura local, devido ao atrito lixa/metal. Uma série de lixas é utilizada, iniciando pela de menor número
(maior granulometria). Em cada mudança de lixa é realizada uma rotação de 90 graus na amostra e a limpeza
para retirar resíduos do lixamento anterior. O tempo médio de lixamento em cada lixa é de um minuto.
B Inicia-se o lixamento, após o embutimento, com lixa de granulometria 220 até a lixa 600. O
tempo em cada lixa está em torno de um minuto. Ao trocar cada lixa, a amostra deve ser
lavada em água corrente e girada a 90 graus.
C
Inicia-se o lixamento, após o embutimento, com lixa de granulometria 220 até a lixa 600. O
tempo em cada lixa está em torno de um minuto. Ao trocar cada lixa, a amostra deve ser
lavada em água corrente e lixada na mesma direção.
D
Inicia-se o lixamento antes do embutimento, com lixa de granulometria 80. O tempo de
lixamento está em torno de dez minutos.
E Utilizando um rebolo abrasivo, com o qual não ocorre aquecimento da superfície.
4 - Vantagens e limitações da macrogra�a
Ao �nal deste módulo, você será capaz de descrever as vantagens e as limitações da macrogra�a.
Vamos começar!
Vantagens e limitações da técnica macrográ�ca
Assista ao vídeo a seguir para conhecer os principais pontos que serão abordados neste módulo.
O estudo metalográfico pode ser dividido em dois grandes grupos, cujos objetivos são distintos: a macrografia e a
micrografia. Como já foi estudado, a técnica macrográfica consiste na visualização de macroestruturas de um
material após a preparação adequada da superfície de estudo.
Apenas a partir dos aspectos gerais das duas técnicas é possível perceber vantagens e limitações em cada uma.
Veja:
Microgra�a
Apresenta nuances na preparação da amostra (polimento e ataque químico com reativos distintos) e tem a
visualização feita por meio de um microscópio metalúrgico, em que os grãos cristalinos, fases,
microconstituintes, contornos de grão etc. podem ser observados.
Macrogra�a


Apresenta fácil preparação da amostra a baixo custo e tem a visualização da amostra à vista desarmada ou
com lupas de pequenos aumentos, de 10 a 50x. Assim, não é capaz de identificar a microestrutura, o que
informa a respeito da composição química e de propriedades mecânicas do material.
Em linhas gerais, podemos citar como principais vantagens da análise macrográfica:
Rapidez de execução (preparação da amostra e visualização).
Baixo custo de operação (envolve pequenas porções de materiais de consumo).
Padronização bem-definida das etapas para as diversas ligas (aço, liga de alumínio etc.).
Ainda que de forma qualitativa, a macrografia nos fornece uma série de informações que auxiliam no controle de
qualidade de processos, no estudo de falhas e eventuais correções de projetos.
As imagens a seguir apresentam, respectivamente, as imagens de uma macrografia e de uma micrografia. É
possível observar as diferenças de imagens geradas em cada uma das técnicas.
Macrogra�a
Podemos observar as estruturas dendríticas formadas no processo de solidificação do aço. Essa macrografia
possui um aumento de 9x
Microgra�a
Podemos observar os grãos do aço inoxidável AISI 310 revelados pelo ataque com água-régia.
Principais vantagens e limitações da macrogra�a
A macrografia apresenta algumas vantagens inerentes à técnica como a rapidez de execução, desde a escolha da
seção a ser estudada até a visualização da superfície. As etapas de preparação da amostra têm baixo custo. Os
materiais consumíveis são utilizados:
Emquantidades pequenas
Reagentes.
Mais de uma vez
Lixas.
Em contrapartida, o processo requer experiência do operador, pois, mesmo com etapas simples, pequenos desvios
da idealidade podem levar a erros na interpretação da imagem macrográfica.
A macrografia apresenta como resultados aspectos qualitativos gerais que já podem auxiliar no controle de
qualidade de processos, como no processo de produção de aços por lingotamento contínuo ou como uma fase
que antecede o estudo de características mais específicas, e na micrografia, com a utilização de microscópios
ópticos.
Outra vantagem é que a estrutura laboratorial, exceto pela presença de microscópio óptico, pode ser utilizada na
macrografia e na micrografia. A desvantagem é que a montagem do aparato laboratorial envolve um custo inicial
relativamente alto, visto que deve possuir:
cortadora.
lixadeiras mecânicas.
capela com exaustão mecânica.
chuveiro de emergência.
depósito para estocagem adequada (normatizada) para reagentes.
linhas de água.
consumíveis.
Uma vez montada a estrutura, o custo decorre, basicamente, de consumíveis (baixo) e de energia elétrica.
Nas imagens a seguir é apresentada a cortadora, um equipamento do laboratório metalográfico:
Cortadora manual.
Detalhe da refrigeração da amostra durante a extração.
A implementação de um laboratório de metalografia e a adequada utilização da técnica macrográfica podem ser
uma ótima ferramenta no controle de qualidade do processo de fabricação de ligas metálicas.
O processo de fabricação é normatizado e os métodos macroscópicos são usados para detectar desvios da
norma. Exames macroscópicos da seção transversal apresentam a possibilidade de, a baixo custo, em um tempo
de execução pequeno e com uma técnica simples:
verificação da homogeneidade de uma peça acabada;
caracterização de forma e intensidade de segregações e estruturas dendríticas;
avaliação das zonas de fusão e termicamente afetadas oriundas do processo de união metálica denominado
soldagem;
verificação da profundidade da camada cementada ou da têmpera superficial.
Percebam que o exame pode ser feito imediatamente após a produção de uma peça. Caso sejam encontrados
problemas macroestruturais, é possível ajustar as variáveis do processo de fabricação para tentar corrigir o
defeito.
Exemplo
Com os mesmos aspectos de brevidade do exame, facilidade e baixo custo para a execução da técnica
macrográfica, é possível, por meio do estudo da seção longitudinal, conhecer o processo de fabricação do metal
(forjamento, laminação, fusão, conformação etc.).
A macrografia tem grande aplicação no estudo preliminar de falhas. Portanto, de maneira rápida e barata,
informações preliminares, ou até mesmo conclusivas, podem ser extraídas do ensaio macrográfico, tais como o
tipo de fratura, defeitos que contribuíram para a falha, concentradores de tensões que amplificaram a nucleação da
trinca etc.
A imagem a seguir mostra a macrografia de uma seção de um eixo fraturado. São perceptíveis alguns elementos
que concluem pela falha por fadiga. Os pontos mostrados na figura são: o ponto de iniciação da trinca (na
superfície – ponto mais claro), as marcas de praia, a região de crescimento instável e propagação rápida da trinca.
Superfície de fratura por fadiga – macrografia.
A macrografia apresenta algumas dificuldades. Apesar de as etapas serem de simples execução, é importante
ressaltar que todas elas devem ter cuidados específicos para que não conduzam a erros nas avaliações
macroestruturais e, consequentemente, em conclusões errôneas. Conforme afirma Colpaert (2008), as etapas de
corte e de lixamento, sem os devidos cuidados, podem levar a variações na macroestrutura devido à têmpera, ao
revenimento ou ao encruamento localizado. No ataque, surgirão macroestruturas que nada têm a ver com a
estrutura original da peça.
A macrografia tem as limitações que são o campo de estudo da micrografia. Não é
possível visualizar, por meio da técnica macrográfica, os grãos cristalinos. Por exemplo,
a distribuição equiaxial dos grãos não é concluída na macrografia. As fases e os
microconstituintes do aço como perlita, martensita, ferrita e cementita são observáveis
na micrografia. Em geral, para avaliar algumas propriedades mecânicas, é preciso
observar as fases e os microconstituintes.
A peça estudada pelo ensaio macrográfico pode ser guardada para que depois uma nova visualização possa ser
realizada. A vantagem de guardar está no fato de a nova adequação da amostra depender apenas dos últimos
passos da preparação da técnica macrográfica, diminuindo, ainda mais, o tempo e o custo da técnica.
Comentário
O inconveniente é que, guardada ao ar, uma camada de óxido de ferro irá ser formada sobre a superfície,
dificultando nova visualização. Nesse caso, um lixamento em lixas de menor granulometria e um novo ataque
químico deixam a superfície própria para a nova visualização a olho nu ou com auxílio de lupas.
É comum, antes de guardar a amostra, fazer uso de um verniz que protegerá a superfície da oxidação ou
acondicionar a amostra em dessecadores de vidro.
Uma bomba retira ar do dessecador, diminuindo a atmosfera contaminante e mantendo uma diferença de pressão,
tornando o dessecador “estanque”. Ademais, sílica gel é utilizada para o controle da umidade.
Na imagem, percebemos a placa base cerâmica, o recipiente, ao fundo do dessecador, em que é colocada a sílica
gel, e, na parte superior, a entrada, para a bomba efetuar o “pequeno vácuo” no interior do dessecador.
Dessecador metalúrgico.
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
O ensaio macrográfico, em síntese, é a observação de uma superfície preparada à vista desarmada ou com
auxílio de lupas de pequenos aumentos. Como em qualquer ensaio, destrutivo ou não, existem vantagens e
limitações em sua aplicação. Sobre as vantagens e limitações da técnica, são feitas as afirmativas a seguir.
I – O ensaio macrográfico apresenta maior aplicação do que a micrografia, quando há necessidade de
avaliação de fases ou constituintes.
II – Por não ter utilização de reagentes químicos, como na micrografia, a técnica macrográfica é utilizada
apenas para estudos de defeitos macros, como bolhas ou vazios de solidificação.
III – A macrografia é capaz de revelar informações a respeito do processo de fabricação da peça.
São corretas:
A Apenas a afirmativa I
B Apenas a afirmativa II
C Apenas a afirmativa III
Parabéns! A alternativa C está correta.
Duas técnicas metalográficas são amplamente utilizadas na análise de materiais: a macrografia e a
micrografia. A macrografia visualiza a superfície da amostra, quimicamente atacada, sem aumento (à vista
desarmada) ou com pequenos aumentos (lupas de até 50x). A quantificação de fases, por exemplo, é uma
aplicação da micrografia (utilização de microscópios). Entre outras aplicações, por meio do estudo
macrográfico é possível avaliar o processo de fabricação da peça (laminação, forjamento etc.).
Questão 2
(Prova: UFES - 2014 - Técnico em Metalurgia – adaptada). A avaliação macrográfica é de grande importância
na caracterização de materiais e processos de fabricação. Essa avaliação geralmente consiste no exame, à
vista desarmada ou com lupa, de uma peça ou amostra plana. Sobre as vantagens e as limitações da
avaliação, são feitas as afirmativas a seguir.
I – A vantagem da preparação dos corpos de prova para macrografia é a rapidez, pois dispensa o polimento e
o ataque com reagente químico específico.
II – É possível a verificação de defeitos próximos a falhas de processamento, utilizando-se a macrografia, por
meio da análise da seção longitudinal ao sentido de processamento mecânico do material.
III – Uma das grandes limitações do ensaio macrográfico é a visualização da penetração de uma união
soldada.
São corretas:
D As afirmativas I e II
E As afirmativas I e III
A Apenas a afirmativa I
B Apenas a afirmativa II
C Apenas a afirmativa III
Parabéns! A alternativaB está correta.
A preparação apresenta um conjunto de etapas que, em resumo, são: a escolha da seção de estudo
(longitudinal ou transversal), a extração da amostra da peça, o lixamento e o ataque químico para revelação de
macroestruturas. Ao se estudar a seção longitudinal por macrografia, é possível a verificação de defeitos
próximos a falhas de processamento. Entre as aplicabilidades da técnica macrográfica tem-se o estudo de
juntas soldadas. A macrografia permite a visualização da zona termicamente afetada (ZTA), zona de fusão
(ZF), defeitos de penetração do metal de adição da solda etc.
Considerações �nais
Neste conteúdo, abordou-se a técnica macrográfica com ampla utilização na avaliação de macroestruturas, de
defeitos como bolhas, rechupes, análise de zona termicamente afetada (ZTA) em uma solda etc.
Nessa abordagem, todas as etapas de preparação da amostra para o estudo macrográfico foram abordadas. A
escolha da seção longitudinal ou transversal, dependendo do objetivo da visualização macroestrutural, foi
estudada. Na sequência, foram estudadas as etapas de extração da amostra, do lixamento e do ataque
macrográfico. Em cada etapa foram abordados os principais equipamentos utilizados, bem como os materiais de
consumo.
Foram apresentados os equipamentos de extração da amostra, cortadora com resfriamento, as lixadeiras e os
tipos de lixas para tornar a superfície plana e sem riscos e, na etapa de revelação da macroestrutura, foram citados
os aspectos laboratoriais e os principais reativos para a macrografia. Na sequência, a técnica operatória de cada
etapa da macrografia foi apresentada e foram citados os cuidados requeridos para evitar erros na interpretação
final da macrografia. Por fim, foram apresentadas as vantagens e as limitações do ensaio macrográfico.
Podcast
D As afirmativas I e II
E As afirmativas I e III

O podcast a seguir aborda os assuntos mais relevantes do conteúdo que você acabou de estudar.
Referências
CALLISTER, W. D.; RETHWISCH, D. G. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC,
2016.
COLPAERT, H. Metalografia dos produtos siderúrgicos comuns. 4. ed. São Paulo: Edgard Blucher, 2008.
MANNHEIMER, V. A. Microscopia dos materiais, uma introdução. Rio de Janeiro: SBMM, 2002.
PADILHA, A. F.; AMBROZIO FILHO, F. Técnicas de análise microestrutural. Curitiba: Hemus, 2004.
VANDER VOORT, G. F. Metallography: principles and practice. New York: McGraw-Hill, 2007.
VILLAS BÔAS, N.; DOCA, R. H.; BISCOULA, G. J. Tópicos de física. 19. ed. São Paulo: Saraiva, 2012. v. 2.
Explore +
Indicamos a você a leitura do trabalho publicado no I Simpósio de Tecnologia FATEC (SITEFA), Análise de falha em
dente de engrenagem, de Maurício Angeloni, Sérgio Murilo Correia de Oliveira Junior e Alexandre Ribeiro Camilo.