Relatório de caracterização

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO NORTE FLUMINENSE DARCY RIBEIRO
CENTRO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA LABORATÓRIO DE MATERIAIS AVANÇADOS
CURSO DE GRADUAÇÃO:
ENGENHARIA METALÚRGICA E DE MATERIAIS 
RELATÓRIO 
Das aulas práticas da disciplina "Caracterização dos Materiais I" 
WESLLEY MACARIO FERREIRA
 CAMPOS DOS GOYTACAZES - RJ 25 de Janeiro de 2016
SUMÁRIO 
1 ÍNDICE DE FIGURAS ........................................................................................... 3 
1 ÍNDICE DETABELAS ........................................................................................... 3 
1 RESUMO ................................................................................................................4 
1 OBJETIVO(S) ......................................................................................................... 4
1 INTRODUÇÃO ......................................................................................................5 
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .......................................................................................5
2.1 Microscopia Ótica ................................................................................................. 6 
2.1.1 Microscópios Metalográficos.................................................................. 6
2.1.2 Métodos de Observações Estruturais ..................................................... 8
2.1.3: Dureza e Microdureza Vickers.................................................................9
2.1.4 Padrões Metalográficos.........................................................................10 
2.2 Preparação de Amostras ......................................................................................10 
2.2.1 Corte ......................................................................................................10
2.2.2 Montagem ............................................................................................. 12
2.2.3 Lixamento .............................................................................................. 12 
2.2.4 Polimento .............................................................................................. 13 
2.2.5 Ataque ................................................................................................... 14
2.3 Metalografia Qualitativa....................................................................................... 14
2.4.3 Metalografia Quantitativa.................................................................................. 14 
3 MATERIAIS E MÉTODOS ........................................................................................... 15
3.1 Tarefas Propostas .................................................................................................. 14 
3.2 Sequência de preparação metalográfica daamostra.............................................. 15 
3.2.1 Corte ....................................................................................................... 15 
3.2.2 Embutimento............................................................................................ 16
3.2.3 Lixamento ............................................................................................... 17
3.2.4 Polimento ................................................................................................ 18
3.2.5 Ataque ..................................................................................................... 19
3.3 Equipamentos Utilizados........................................................................................ 20
3.4 Métodos de quantificação da estrutura.................................................................. 20
3.5 Tratamento estatístico dos resultados................................................................... 21
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES ......................................................................................22
4.1 Caracterização qualitativa da estrutura .................................................................. 22
4.2 Carcterização numérica da estrutura ...................................................................... 23
5 CONCLUSÕES ............................................................................................................. 31
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.................................................................................. 31
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1 – Diagrama de equilíbrio das ligas ferro carbono [1] ........................................5
Figura 2: Microscópio metalográfico Olympus................................................................6
Figura 3: Microscópio metalográfico Jenavert................................................................7
Figura 4: Microscópio metalográfico Neophot................................................................8 
Figura 5: Microdurometro HMV Shimadzu.....................................................................9
Figura6: Representação do micrômetro objeto............................................................10 Figura 7: Cortador Mesotom. (1) Aberto (2) Fechado.................................................11 
Figura 8: Disco de corte: Alumina A4/2T........................................................................11
Figura 9: Prensa hidráulica Termopress........................................................................12 Figura 10: Lixadeira manual...........................................................................................13
Figura 11: Seqüência de lixamento manual e mudança de orientação.........................13
Figura 12: Placa com pano de polimento 1µ para polimento manual............................14
Figura 13: Maquina de corte Mesotom..........................................................................16
Figura 14: Óleo solúvel hydria ep...................................................................................16
Figura 15: Amostra embutida a quente com a face para estudo...................................17
Figura 16: Amostra lixada observada em campo claro com aumento de 100x..............17
Figura 17: Alumina Arotec 0,3µ e 1µ.............................................................................18
Figura 18: Amostra polida observada em campo claro com aumento de 400x.................18
Figura 19: Capela para realização dos ataques químicos.............................................20
Figura 20:Micrografia obtida em campo claro com aumento de 100x........................21
Figura 22: Micrografia obtida em campo claro com aumento de 250x........................21
Figura 23: Micrografia obtida em campo claro com aumento de 200x.........................22
Figura 24: Luz Polarizada em 200x.......................................................................................23 
Figura 25: Padrão ASTM.................................................................................................24
Figura 26: Micrografia em campo claro com aumento de 100x.....................................25
Figura 27: Análise com padrão linear para quatro regiões da amostra com um aumento de 400x observação em campo claro.............................................................................26
Figura 28: Em (A) gráfico polar com número de grãos interceptados em cada direção. Em (B) gráfico polar sobreposto à estrutura com um aumento de 400x observação em campo claro....................................................................................................................29
INDICE DE TABELAS 
Tabela 1: Soluções empregadas para revelação da estrutura de metais e suas ligas.......
[Retirado de 2]............................................................................................................... 19
Tabela 2: Análise numérica dasgrandezas numéricas obtidas pelo padrão ASTM....... 27 Tabela 3: Valores obtidos para analise linear da região 1..............................................27
Tabela 4: Valores obtidos para analise linear da região 2..............................................27
Tabela 5: Valores obtidos para analise linear da região 3..............................................28
Tabela 6: Média dos valores obtidos para analise linear........................................................28
Tabela7: Tabela 7: Microdureza do grão de ferrita........................................................30
Tabela 8: Dureza da amostra..........................................................................................30
RESUMO
Os metais são de extrema importância na sociedade contemporânea, e por isso é impossível imaginar o mundo sem a presença deles. A importância de estudos sobre esses materiais fica evidente, para que ocorra o aprimoramento e pleno entendimento para sua aplicação. O ferro é o quarto elemento mais presente na crosta terrestre, encontrado normalmente na forma de óxidos que podem se com outros elementos, por exemplo o carbono.
Na disciplina de “Caracterização dos Materiais I” a professora Lioudmila A. Matlahova titular do setor de metalografia do Laboratórios de Materiais Avançados da UENF, forneceu uma amostra para ser caracterizada. A peça foi cortada utilizando o cortador semiautomático Mesotom, que foi operada pelo técnico do setor de metalografia Silvio Gonçalves Mendes e posteriormente embutida em baquelite em uma Prensa hidráulica Termopress.
Assim, foi feita a etapa de lixamento manual em lixas com granulometrias de 100, 220, 320, 400, 600 e 1200 mesh nessa sequência. Posteriormente realizou-se a etapa de polimento em alumina de 1,0 e 0,3μm. Assim que observado que a amostra não apresentava mais arranhões, com auxílio dos microscópios Olympus, Janavert e Neophot, foram feitos ataques químicos com nital 2% até que a estrutura da amostra fosse completamente revelada.
Na etapa de revelação utilizou-se o microscópio Neophot para analisar a qualidade do processo, após a estrutura revelada a amostra foi analisada no Neophot com o objetivo de determinar sua micrografia nos aumentos de 250x e 400x. As imagens foram registradas em campo claro, campo escuro, luz polarizada e interferência diferencial. As imagens foram utilizadas para analise microestrutural da amostra e suas quantificação utilizando os métodos qualitativos e quantitativos.
OBJETIVO
	O objetivo deste trabalho e obter os resultados da análise metalográfica da amostra, utilizando os conhecimentos teóricos e práticos obtidos na disciplina “Caracterização dos Materiais I”, as etapas de corte, embutimento, lixamento, polimento e ataque foram realizadas de forma que o aluno obtivesse a experiência necessária como proposto na ementa da disciplina, bem como a utilização dos microscópios Olympus, Jenavert e Neophot possibilitando a realização da análise quantitativa e qualitativa da amostra previamente fornecida.
INTRODUÇÃO
As ligas metálicas, devido à sua composição, são frequentemente agrupadas em duas classes distintas, quais sejam: ferrosa e não ferrosas. As ligas ferrosas, são aquelas nas quais o ferro é o componente principal, incluem os aços e os ferros fundidos mais precisamente ligas designadas ferro-carbono com teor entre 0% e 6,7% e de ponto industrial com teor entre 0% e 4,5% de carbono em sua estrutura. São definidos as ligas ferro-carbono como aços as possuem teor de carbono de até 2% e ferros fundidos as com teores de carbono entre 2% e 6,7%. As ligas não ferrosas são aquelas que não têm o ferro como base.
É necessário conhecer as propriedades dos materiais de forma em que possa ser destinada uma aplicação especifica para o material de forma em que ele tenha a melhor performance, mais isso só é possível se houver o máximo conhecimento do material.Temos na análise metalográfica uma grande ferramenta de avaliação e estudo do material, analisando sua estrutura, composição química e fazendo referência às suas propriedades físicas.
Com o auxílio dos microscópios é possível fazer uma análise microestrutural do material. Os dados e conclusões obtidos pelas análises macroestruturais podem nos esclarecer sobre as características e propriedades do material, desta forma conhecendo o material e o avaliando sé é adequando para determinada aplicação. Com as informações sobre o material torna-se possível traçar diagramas que facilita a utilização dos materiais.
Figura 1 – Diagrama de equilíbrio das ligas ferro carbono [1]
CAPÍTULO 2: REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 Microscopia ótica
É uma técnica ótica que se faz uso de um microscópio ótico para fazer a análise da estrutura dos materiais e a caracterizar. Nos microscópios óticos se forma um contraste visual por fenômenos de interação dos raios luminosos de luz visível com o material examinado revelando a imagem da estrutura. Dependendo da forma de interação os microscópios podem ser classificados em dois tipos, de luz transmitida ou biológica e de luz refletida também chamados de metalográficos. Os microscópios de luz transmitida são utilizados para estudar materiais que possuem diferentes índices de refração dos raios que incidem, sendo assim amostras transparentes ou semitransparentes. Os microscópios de luz refletida, os metalográficos, os raios luminosos são refletidos em diferentes ângulos, as amostras analisadas são opacas nesse caso.
2.1.1 Microscópios metalográficos
Esses Microscópios são utilizados no estudo de amostras opacas onde ocorrem a reflexão dos raios luminosos em vários ângulos da amostra. Desta forma a imagem é transmitida para o sistema ocular. Na Universidade Estadual do Norte Fluminense – Darcy Ribeiro o Laboratório de Materiais Avançados é equipado com três microscópios para análise metalográfica: Olympus, Jenavert, Neophot.
O microscópio Olympus é equipado com revolver das objetivas e binoculares possuindo um aumento de trabalho entre 50x a 1000x e somente é possível observação em campo claro com um iluminador incandescente com potência podendo ser variada de acordo com a necessidade do observador.
Figura 2: Microscópio metalográfico Olympus
O microscópio Jenavert possui recursos para observação em campo claro, campo escuro, luz monocromatizada e polarizada com um iluminador incandescente de potência variável de acordo com a necessidade do observador pelo variador de luminosidade além do recurso para ensaios de microdureza. Equipado com revolver das objetivas, seletor de lentes intermediária, binoculares e sistema fotográfico possui um aumento de trabalho de 40x a 1250x.
Figura 3: Microscópio metalográficoJenavert.
O microscópio Neophot possui um iluminador de Xenônio e um incandescente. Possui um aumento de trabalho de 10x a 2000x com observação em campo claro, campo escuro, iluminação lateral, luz monocromatizada e polarizada, interferência diferencial e ensaios de microdureza. O microscópio Neophot é equipado com revolver das objetivas, seletor de lentes intermediárias, binoculares, três blocos óticos A, B e C, padrões metalográficos, ensaios de microdureza e uma vídeo câmera ligada a um computador, onde é possível fazer imagens da amostra analisada diretamente no monitor do computador.
Figura 4: Microscópio metalográficoNeophot.
2.1.2 Métodos de observações estruturais 
Compreendem como métodos de observação estrutural para análise metalográficas o campo claro, campo escuro, iluminação lateral, luz monocromatizada, luz polarizada e interferência diferencial. Todos esses métodos se caracterizam pela um determinado tipo de interação e modo como a luz incide e é refletida pela amostra para os olhos do observador.
O método de observação em campo claro consiste no feixe luminoso que atravessa a objetiva e incide perpendicularmente sobre a superfície da amostra. A imagem da estrutura é formada devido à reflexão sob diferentes ângulos dos raios que incidiram sob a amostra. As regiões que aparecem clarassão devidas reflexão de todos os raios luminosos para a objetiva. As regiões escuras são devidas as reflexões dos raios luminosos para fora da objetiva. Quando os raios são parcialmente refletidos para a objetiva enxerga-se a cor cinza.
O método de observação em campo escuro, ou iluminação obliqua a amostra é iluminada por um feixe que incide inclinado à sua superfície. Esse desvio dos feixes luminosos é feito com auxilio de um seletor de campo escuro e um refletor cônico cilíndrico que estão antes da objetiva. Sendo assim, a maioria dos raios não será captada pela objetiva, mas, certas regiões rugosas ou pequenas trincas refletem os raios para a objetiva aparecendo claras eu um fundo escuro.
O método de observação por iluminação lateral o feixe não passa pela objetiva e incide com um determinado ângulo de inclinação sobre a amostra que pode ser alterado pelo analisador. A imagem é formada devido ao relevo da estrutura, que provoca sombras na superfície da amostra. Esse tipo de observação pode ser executado utilizando o microscópio Neophot equipado com o bloco ótico C.
O método de luz monocromatizada é conseguido simplesmente através dos filtros de vidro coloridos colocados entre o iluminador e a objetiva. Tendo esse método o objetivo de eliminar a aberração cromática e melhorar a percepção da imagem da estrutura.
O método de luz polarizada consiste em modificar as oscilações presentes no vetor associado aos efeitos óticos da luz, o fazendo oscilar em uma determinada direção em um plano, excluindo sua aleatoriedade. Sendo que a luz se compõe de vetor de campo elétrico e magnético. Para se obter a polarização da luz incidente na amostra utiliza-se um polarizador e um analisador, chamados de nicois. Com o movimento simultâneo do polarizador e do analisador consegue-se observar a estrutura com diferentes contrastes estruturais.
O método de interferência diferencial é obtida utilizando dois tipos de feixes luminosos, paralelos e polarizados, que sofrem uma interferência mutua. E ainda um prisma de Vollaston é introduzido entre o polarizador e a objetiva para desdobrar o feixe polarizado. Esse método de análise é conseguido no microscópio Neophot utilizando o bloco ótico C.
2.1.3: Dureza e MicrodurezaVickers
Para cada ensaio, um penetrador de diamante muito pequeno, com geometria piramidal, é forçado contra a superfície do corpo de prova. As cargas aplicadas variam entre 1 e 1000g. A impressão resultante é observada sob um microscópio e medida de L1 e L2 são utilizadas para calcular o valor da microdureza ou dureza. Pode ser necessária uma preparação cuidadosa da superfície do corpo de prova (lixamento e polimento), a fim de assegurar uma impressão bem definida, que possa ser medida com precisão. Conhecidos como método de ensaio de microdureza com base na carga e no tamanho do penetrador. Esse método é bem adequado para medição da dureza de regiões pequenas e selecionadas do corpo de prova.
Figura 5:Microdurometro HMV Shimadzu.
2.1.3 Padrões metalográficos
Os padrões metalográficos são pequenos acessórios que podem ser inseridos no sistema ótico do microscópio, com finalidade de quantificar a estrutura das amostras em análise. Os microscópios Neophot e Jenavert podem ser equipados com 4 tipos de padrões, são eles os padrões estruturais da ASTM, padrões lineares, padrões reticulados e padrões circulares. Os padrões estruturais da ASTM representam as imagens da estrutura policristalina monofásicos, sem a necessidade de calibração prévia. Os padrões lineares, reticulados e circulares constituem escalas e padrões gravados em discos de vidro que necessitam de calibração. Onde essa calibração pode ser feita com ajuda de um micrômetro objeto que se constitui de uma lâmina de vidro onde está gravada dois círculos com diferentes diâmetros.
Figura 6: Representação do micrômetro objeto.
2.2 Preparação de amostras
Para que seja revelada a estrutura de uma amostra é necessária uma preparação metalográfica, que consiste em uma série de passos realizados para possibilitar a análise da amostra em microscópio. O objetivo é eliminar arranhões, riscos, marcas de corrosão. Essas etapas de preparação consistem em amostragem, corte, montagem, lixamento, polimento e ataque.
2.2.1 Corte
O corte é realizado para que seja possível a retirada da amostra da peça à ser analisada. Sendo realizado por discos abrasivos (alumina ou diamante) de matriz metálica na de forma mecânica. Ao efetuar o corte, danifica-se a estrutura do material pela açãoabrasiva dos discos de corte, então se deve manter uma velocidade de corte e carga de corte não muito alta para minimizar o esse efeito. Os cortadores mecânicos disponíveis são os MESOTOM e o MINITOM.
Figura 7: Cortador Mesotom. (1) Aberto (2) Fechado.
Figura 8: Disco de corte: Alumina A4/2T.
2.2.2 Montagem
O principal objetivo da montagem é apenas facilitar o manuseio da amostra nas etapas subseqüentes, lixamento, polimento e ataque. A montagem pode ser realizada por embutimento a quente, utilizando uma prensa hidráulica Termopress (figura 9), com resina baquelítica como material de enchimento em um ambiente com temperatura entre 150 a 200°C, e pressão de 25 a 30kN durante um período de tempo entre 8 a 10 minutos. O embutimento a frio se realiza em temperatura ambiente com resina de polimerização catalítica como material de enchimento. O embutimento a frio é indicado para materiais que são termo sensível.
Figura 9: Prensa Hidráulica Termopress.
2.2.3 Lixamento 
O lixamento tem como objetivo reduzir a camada estruturalmente danificada no processo de corte. Utilizam-se lixas com diferentes granulometrias, da mais grossa, 100 mesh (primeira lixa) até a mais refinada com 1200 mesh (última lixa), o processo é realizado em meio úmido, podendo ser de forma automática ou de maneira manual. Com finalidade de riscar a amostra e remover os riscos deixados pela lixa antecessora, a cada troca de lixa gira-se a amostra em 90°.
Figura 10: Lixadeira Manual.
Figura 11: Seqüência de lixamento manual e mudança de orientação.
2.2.4 Polimento 
O polimento tem por finalidade reduzir ao mínimo possível a camada estruturalmente danificada pelo processo de lixamento. Podendo ser feito de maneira abrasiva e ou eletrolítico. O processo abrasivo mecânico é mais utilizado por ser simples e eficiente, para tal se utiliza uma sequência de pastas microabrasivas com cristais de alumina ou diamante da granulometria mais grosseira até a mais refinada. Ainda assim mesmo após o último polimento com abrasivo mais refinado a amostra ainda apresenta uma camada estruturalmente danificada sendo 5 vezes maior que a ultima granulometria do abrasivo. Para o polimento se usa panos de polimento onde se adiciona os abrasivos.
Figura 12: Pano de polimento de 1µ para polimento manual.
	
2.2.5 Ataque 
O ataque tem por objetivo revelar a estrutura. Criando na amostra polida um micro relevo estrutural específico de cada material para análise em microscópio. O processo pode ser feito por ataque químico e eletrolítico. A revelação da estrutura pelo ataque químico se dá pela dissolução seletiva devido aos distintos potencias eletroquímicos dos componentes na estrutura da amostra.
2.3 Metalografia qualitativa 
A metalografia qualitativa tem por objetivo avaliar os aspectos gerais da estrutura da amostra. Com um aspecto microscópico descritivo sobre o tipo de microestrutura, morfologia, composição química, inclusões, poros, descontinuidades e fases presentes.
2.4 Metalografia quantitativa 
A metalografia quantitativa tem por objetivo avaliar e determinar os números da estrutura como números de grãos por unidade de área, tamanho de grão médio de grão e área média de grão, bem como frações volumétricas e mássicas das fases. Para essa 
análise se utiliza padrões como o padrão ASTM, padrões lineares, circulares, retangulares previamente calibrados. Os métodos quantitativos são estatísticos e para uma boa precisão deanálise necessita de um número considerado de medidas.
CAPÍTULO 3: MATERIAIS E MÉTODOS
3.1 Tarefas propostas
Na disciplina de Caracterização I as tarefas propostas pela professora Lioudmila A. Matlakhova foram:
1) Aprender sobre segurança do trabalho, realizando leitura de normas e documentos para conhecimento prévio e por meio de vídeos instrutivos de como agir corretamente no ambiente laboratorial. 
2) Treinamento de como utilizar corretamente os microscópios metalográficos Jenavert e Neophot. 
3) Preparação da amostra metalográfica em todas suas etapas: corte, embutimento, lixamento, polimento e ataque químico. 
4) Utilização do computador e microscópio para fotografar a amostra em etapas de polimento e/ou ataque. 
5) Realizar a qualificação da estrutura da amostra via metalografia qualitativa. 
6) Realizar a quantificação da estrutura da amostra via metalografia quantitativa. 
7) Com os dados obtidos na análise quantitativa fazer o tratamento estatístico. 
8) Preparar o relatório das aulas práticas caracterizando a amostra. 
9) Defesa do relatório em banca examinadora. 
3.2 Sequência de preparação metalográfica da amostra 
A peça foi cedida pela professora Lioudmila A. Matlakhova, e da mesma retirada à amostra para a preparação metalográfica, com o objetivo da revelação de sua microestrutura para análise microscopia. A parte escolhida para análise foi a secção lateral da peça. Como a análise decorreu por vários dias a amostra foi guardada em desumidificadores a fim de preservá-la da umidade que poderia ocasionar oxidação.
3.2.1 Corte
O corte foi realizado no laboratório metalografia na maquina de corte mecânico mesotom, a fim de se obter a face lateral da peça como amostra. Foi utilizado um disco de corte de Alumina A4/2T com velocidade de 3420 rpm utilizando óleo solúvel como refrigerante e lubrificante. Com a amostra devidamente fixada para o corte, fechou-se a tampa do mesotom e iniciou-se o processo de corte, o disco foi movido lentamente ao encontro da peça com uma pequena carga de forma que amenize a camada estrutural danificada na amostra.
 Figura 13: Maquina de corte MesotomFigura 14: Óleo solúvel hydriaep.
3.2.2 Embutimento
A amostra foi levada a embutimento a quente na prensa hidráulica termopress (figura 9). Foi colocada no centro do molde cilíndrico metálico da prensa com a superfície desejada para a análise metalográfica direcionada para baixo. Foi colocada a resina baquelitica no molde junto à amostra para fazer o molde. O embutimento foi realizado a uma temperatura de 180°C com pressão mantida entre 20kN e 25kN. Depois de 10 minutos com o forno ligado a baquelite curou e estava pronto para a etapa de lixamento.
 Figura 15:Amostra embutida a quente com a face para estudo.
3.2.3 Lixamento
Em Lixadeira Manual (Figura10) iniciou-se o lixamento da amostra utilizando uma lixa com granulometria de 100 mesh, após o devido lixamento e a constatação em microscópio do completo desaparecimento dos riscos causados pelo corte e estando os riscos de lixamento todos em uma mesma direção foi efetuado a troca para a lixa de 220 mesh.
O procedimento se repetiu para as lixasde 320, 400, 600 e 1200 mesh nessa ordem, de uma granulometria mais groseiraate uma mais refinada. A cada troca de lixa a orientação da amostra era alterada em 90°(Figura 11) deste modo os riscos da lixa anterior apresentavam-se ortogonais a direção de lixamento. Foi necessário que o lixamento persistisse até que não fossem mais observados em microscópio os riscos da lixa anterior. O tempo gasto no lixamento foi de aproximadamente 1h:30min.
	
Figura 16:Amostra lixada observada em campo claro com aumento de 100x.
3.2.4 Polimento
O processo de polimento abrasivo foi realizado de forma manual utilizando um pano de polimento fixado em uma base (figura 12). Foi utilizada alumina de 1μm com um veículo liquido em um primeiro estágio do polimento com o objetivo de eliminar os riscos providos do processo de lixamento da amostra com movimentos circulares alternados. O tempo gasto no polimento da amostra utilizando a alumina de 1μm foi de aproximadamente 4 horas. Sendo feitas observações periódicas na amostra utilizando o microscópio Olympus para verificação do processo. Por seguinte foi utilizada alumina de 0,3μm para dar um fino tratamento na amostra para a retirada de riscos mais finos com um tempo de aproximadamente 1h: 30 min. Após a constatação da eliminação dos riscos providos do lixamento pela observação nos microscópios Olympus e Neophot, finalizou-se a etapa de polimento e realizou-se o ataque.
Figura 17: Alumina Arotec 0,3µ e 1µ.
 Figura 18: Amostra polida observada em campo claro com aumento de 400x.
		3.2.5 Ataque
O ataque foi realizado por imersão da superfície polida em Nital 2% como exemplificado na tabela 1. Tendo como objetivo fazer a dissolução seletiva dos constituintes estruturais por diferença de potencial químico. O ataque foi realizado em períodos curtos de tempo, de 1 em um segundo para não comprometer a estrutura da amostra. Em cada ataque a amostra foi levada ao microscópio neophot e observada sua estrutura. O tempo total de ataque foi de 3 segundos com uma melhor percepção da microestrutura da amostra.
Tabela 1: Soluções empregadas para revelação da estrutura de metais e suas ligas. [Retirado de 2] 
Figura 18: Capela para realização dos ataques químicos.
3.3 Equipamentos Utilizados
Na caracterização microestrutural da amostra foram utilizados os seguintes microscópios: Olympus, Jenavert e Neophot. No corte utilizou-se o cortador mecânico Mesotom. Na etapa de lixamento utilizou-se de uma lixadeira manual e lixas de 100, 220,320, 400, 600, 1200 mesh. Na fase de polimento utilizou-se um pano de polimento e aluminas de 1μm e 0,3μm. Para a obtenção da microdureza e dureza utilizou-se o MicrodurometroHMV Shimadzu.
3.4 Métodos de quantificação da estrutura 
A metalografia quantitativa consiste em determinar as características numéricas da estrutura analisada como numérico de grãos por unidade de área, tamanho médio de grão, área média de grão e índice de tamanho de grão. Para a análise desses índices foi utilizado o padrão estrutural da ASTM, padrão linear, gráfico polar e método linear para estrutura bifásica não uniforme para determinar as frações volumétricas e de massa das fases presentes na amostra.
3.5 Tratamentos estatísticos dos resultados
Pelo tratamento estatístico poderemos obter valores mais representativos das medidas realizadas, ou seja, uma maior confiabilidade dos resultados. O tratamento estatístico pode ser realizado empregando as seguintes fórmulas matemáticas:
Média aritmética: 
Desvio padrão: 
	
Coeficiente de variação: 
Erro absoluto: 
Coeficiente de Student (limite de confiança): 
Erro relativo: 
Nível de confiança: 
CAPÍTULO 4: RESULTADOS E DISCUSSÕES
4.1 Caracterização qualitativa da estrutura. 
Após o ataque químico a amostra foi analisada no microscópio Neophot com diversos aumentos e observações como em campo claro, campo escuto e luz polarizada. 
Para cada aumento foram registradas imagens com auxilio de um vídeo câmera acoplado ao microscópio ligado ao computador.
Figura 19: Micrografia obtida em campo claro com aumento de 100x.
Figura 20: Micrografia obtida em campo claro com aumento de 250x.
Figura 23: Micrografia obtida em campo Figura 24: Luz Polarizada e 200x. 
Claro com aumento de 200x.
Com as imagens obtidas pelo microscópio e analisadas pode-se observar que a estrutura é constituída de uma matriz ferritica e com grãos de Perlita, foi considerada bifásica por haver Cementita na constituintePerlita. Com a análise obtida pela observação das imagens estimasse que se trata de um aço com um teor baixo de carbono em sua estrutura.
4.2 Caracterização quantitativa da estrutura.
Este método consiste na comparação visual sob o aumento padrão de 100X, a estrutura examinada com as estruturas padrões ASTM, visando estimar o índice do tamanho de grão (N) e determinar o numero de grãos por unidade de área (n), o tamanho médio de grão (d) e a área média de grão (A). As seguintes formulas foram utilizadas:
No uso de aumentos fora do aumento padrão de 100x o índice real do tamanho de grão pode ser calculado pela expressão:
Para a utilização do método foi observado a imagem da estrutura em um aumento de M= 100x, pela análise visual definiu-se que N esta entre 3 e 4 para o respectivo aumento.
Figura 25: Padrão ASTM.
Figura 26: Micrografia em campo claro com aumento de 100x.
Tabela 2: Análise numérica das grandezas numéricas obtidas pelo padrão ASTM.
Outra análise realizada foi o método do padrão linear, também chamado de Rossival, que é utilizada para quantificar a estrutura de qualquer tipo. Que consiste em aplicar uma série de linhas à estrutura a ser analisada. Para esse método podemos determinar as seguintes características:
ntα= ni+0,5np L=kI
Figura 27: Análise com padrão linear para quatro regiões da amostra com um aumento de 400x observação em campo claro
Tabela 3: Valores obtidos para analise linear da região 1.
Tabela 4: Valores obtidos para analise linear da região 2.
n°iferrita= Número de grãos ferriticos interceptados pelo padrão.
n°iferrita= Número de grãos ferriticos parcialmente interceptados pelo padrão.
n° Grãos ferrita= Números de grãos totais de ferrita.
Ltα= Comprimento dos grãos de ferritainterceptado pelo padrão.
Kα= Número de linhas de teste.
Iα= Comprimento da linha teste.
Lα=Comprimento total das linhas de teste
dα=Diametro médio de grão.
Aα= Área Média de grão.
Tabela 5: Valores obtidos para analise linear da região 3.
Tabela 6:Média dos valores obtidos para analise linear.
O método do gráfico polar é utilizado para verificar se existe ou não anisotropia estrutural na amostra. Para uma estrutura isotrópica a forma de uma curva polar é um circulo, e para estruturas anisotrópicas a curva polar tem formando de um 8, possuindo um mínimo que indica a preferência por uma direção.
B)
Figura 28: Em (A) gráfico polar com número de grãos interceptados em cada direção. Em (B) gráfico polar sobreposto à estrutura com um aumento de 400x observação em campo claro
	A)
Dureza e microdurezaVickers.
	A microdureza e a dureza vickers da amostra foram avaliadas com o auxílio do MicrodurômetroHMV Shimadzu, só foi possível obter a microdureza da ferrita, uma vez que a Perlita presente apresentava tamanho de grão insuficiente para o êxito do teste. 
O teste de dureza Vickers consiste em endentar o material sob teste com um endentador de diamante, na forma de uma pirâmide reta de base quadrada e um ângulo de 1360 entre as faces opostas , utilizando uma carga de 1 a 100 kgf.
A carga plena é aplicada normalmente durante um tempo de 10 a 15 segundos. As duas diagonais da endentação deixadas na superfície do material depois da remoção da carga são medidas usando-se um microscópio. Com os valores lidos calcula-se a média aritmética. A seguir calcula-se a area da superfície inclinada da endentação. A dureza Vickers é o quociente obtido dividindo a carga (em kgf) pela área da endentação.
onde:
F= é a carga em kgf
d = é a média aritmética entre as duas diagonais, d1 e d2 em mm
HV = é a dureza Vickers
Tabela 7: Microdureza do grão de ferrita.
Tabela 8: Dureza da amostra.
CAPÍTULO 5: CONCLUSÕES
	Da análise qualitativa observando as imagens registradas em microscópio da amostra percebem-se os grãos claros em toda parte da amostra, e partes escuras, evidenciando a perlita. Da análise das imagens obtidas com imagens buscadas na literatura verifica-se que se trata de um aço doce, com pouco teor de carbono em sua estrutura. Define-se então como um aço bifásico, doce, com grande maioria de grãos ferríticos e muitos grãos de perlita. Da análise quantitativa obteve-se como número médio de grão padrão ASTM com um valor de 8,99x10^-3mma , uma área média de grão de8,087x10^-5mm². E de acordo com a análise por gráfico polar verificou-se que a estrutura é isotrópica.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] CALLISTER, W., Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução, LTC, 8ª Ed., 2009
[2] MATLAKHOV, Anatoliy Nikolaevich. Caracterização dos materiais I: Apostila. LAMAV/CCT/UENF/2010-2s. 
[3] MATLAKHOV, Anatoliy Nikolaevich. Manual do microscópio metalográfico "Jenavert". LAMAV/CCT/UENF/2006. 
[4] MATLAKHOV, Anatoliy Nikolaevich. Manual do microscópio metalográfico "Neophot-32". LAMAV/CCT/UENF/2006. 
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