ENSAIO METALOGRÁFICO

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA
COLÉGIO TÉCNICO INDUSTRIAL DE SANTA MARIA
CURSO TÉCNICO EM SOLDAGEM
ENSAIO METALOGRÁFICO
RELATÓRIO AULA PRÁTICA
Santa Maria, RS, Brasil
2017
ENSAIO METALOGRÁFICO
por
Roger Amorim Acosta
Relatório de atividades práticas apresentado como requisito parcial para obtenção da aprovação na disciplina de Ensaios de Materiais I do 
curso Técnico em Soldagem.
Professor: Cristiano J. Scheuer
Santa Maria, RS, Brasil
2017
RESUMO
Neste relatório são descritas as atividades realizadas na disciplina de Ensaios de Materiais I, referentes à prática do ensaio metalográfico. Dessa forma, inicialmente é feita uma breve introdução falando a respeito da técnica, sendo em seguida definidos os objetivos da realização desta atividade prática. Na sequência são apresentados e descritos os materiais, métodos e equipamentos utilizados para a execução das atividades práticas. Após, são apresentados e descritos os resultados obtidos. Por fim, são apresentadas as conclusões a respeito dos resultados obtidos a partir da realização do ensaio metalográfico, e as conclusões referentes ao aprendizado aprendido com a sua execução. 
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO	6
1.1 Apresentação	6
1.2 Objetivos	6
2. MATERIAIS E MÉTODOS	7
2.1 Atividade Prática N°1	7
2.1.1 Descrição do material analisado.	7
2.1.2 Descrição do procedimento empregado para o corte das amostras.	7
2.1.3 Descrição do procedimento empregado para o embutimento das amostras.	7
2.1.4 Descrição do procedimento empregado para o lixamento e polimento das amostras.	7
2.1.5 Descrição do procedimento empregado para realização do ataque químico das amostras.	8
2.1.6 Descrição do procedimento empregado para a realização da analise por microscopia ótica das amostras.	8
2.2 Atividade Prática N°2	8
2.2.1 Descrição do material analisado.	8
2.2.2 Descrição do procedimento empregado para o corte das amostras.	9
2.2.3 Descrição do procedimento empregado para o embutimento das amostras.	9
2.2.4 Descrição do procedimento empregado para o lixamento e polimento das amostras.	9
2.2.5 Descrição do procedimento empregado para realização do ataque químico das amostras.	9
2.2.6 Descrição do procedimento empregado para a realização da analise por microscopia ótica das amostras.	10
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO	11
3.1 Resultados da Atividade prática N° 1	11
3.2 Resultados da Atividade prática N° 2	11
3. CONCLUSÕES	12
LISTA DE FIGURAS
Figura 1- Cortadora metalografica	6
Figura 2- Compartimento do fluido de corte	6
Figura 3 - Compartimento de corte com motor e disco	7
Figura 4- Disco utilizado para o corte	7
Figura 5- Suporte de fixação de peças para corte	8
Figura 6 - Embutidora E.F.D. 30	8
Figura 7 - Modelo e voltagem da E.F.D. 30	9
Figura 8- Cilindro com a amostra a ser embutida	9
Figura 9- Baquelite	10
Figura 10- Inserindo o baquelite	10
Figura 11- Desmoldante	10
Figura 12- Dando pressão na E.F.D. 30	11
Figura 13 - Medidor de pressão	11
Figura 14- Embutimento a quente	12
Figura 15- Lixadeira e politriz modelo PLF FORTEL	13
Figura 16- Estufa para ataque quimico	14
Figura 17- Reagente químico Nital 5%	15
Figura 18- Amostra de embutimento a quente sendo atacada	15
Figura 19- Lavadora ultra sônica	15
Figura 20- Jeito certo e errado de secar a amostra	16
Figura 21- Microscópio ALLTION	16
Figura 22- Aço 1045	17
Figura 23- Forno modelo Quimis	18
Figura 24- Amostra de aço 1045 aquecida	18
Figura 25- Amostra resfriada no óleo	18
Figura 26- Resina de poliéster marca anjo	19
Figura 27- Catalisador	19
Figura 28- Embutindo a frio	19
Figura 29- Amostra de embutimento a frio	20
Figura 30- Amostra de ebutimento a frio polida	20
Figura 31- 100x...............................Figura 32- 100x	22
Figura 33- 400x...............................Figura 34- 800x	22
Figura 35- 1000x	22
 
1. INTRODUÇÃO
1.1 Apresentação
O ensaio metalográfico é o estudo das características estruturais dos metais e do que o constitui e suas ligas
Para que possamos analisar a amostra devemos seguir alguns passos, a amostra é cortada, lixada, polida e atacada com agentes químicos e observada no microscópio com aumentos de 100X, 200X, 400X, 800X e 1.000X, assim revelando as interfaces e as diferentes constituição do metal.
1.2 Objetivos
Os principais objetivos do ensaio metalográfico:
Conhecimento de técnica de preparação metalográfica;
Metodologia de lixamento e polimento de superfícies;
Metodologia de “revelação” de grãos.
O estudo metalográfico oferece informações básicas sobre as estruturas dos materiais em estudo,
Para que o trabalhador possa em emprega-los da melhor forma possível em situações visando diminuir erros e maximizar resultados.
2. MATERIAIS E MÉTODOS
2.1 Atividade Prática N°1
2.1.1 Descrição do material analisado.
O material analisado foi um parafuso que é uma peça metálica feita de matéria dura em formato cilíndrico, sulcada em espiral ao longo de sua face externa.
2.1.2 Descrição do procedimento empregado para o corte das amostras.
Figura 1- Cortadora metalografica
Figura 2- Compartimento do fluido de corte
Figura 3 - Compartimento de corte com motor e disco
Para o corte foi utilizada uma cortadora metalográfica modelo CM80 da Teciago refrigerada a óleo com motor trifásico marca NOVA de CV 2,0 – KW 1,5 – Hz 60 e 5,6 A com RPM 3.460, MOD. 80.
Figura 4- Disco utilizado para o corte
O disco de corte utilizado foi da marca CARBORUNDUM para cortes finos em metal com 2 telas de 12” x 3/8” x 3/4” de Máx. RPM 5.015.
Primeiramente escolhemos o material e examinamos a forma de corte para extrair o melhor da amostra sem danifica-la, neste caso foi corte com resfriamento, prendemos no torno interno da cortadora metalográfica e executamos os cortes, porem tem amostras que é necessário o uso de suportes para auxiliar na sua fixação como podemos ver a imagem a seguir.
Figura 5- Suporte de fixação de peças para corte
2.1.3 Descrição do procedimento empregado para o embutimento das amostras.
Figura 6 - Embutidora E.F.D. 30
Figura 7 - Modelo e voltagem da E.F.D. 30
A embutidora utilizada foi o modelo E.F.D. 30 (Embutidora Fortel Digital 30).
Figura 8- Cilindro com a amostra a ser embutida
A peça depois de cortada é posicionada com o corte para baixo de modo a ficar a mostra para os demais procedimentos.
Figura 9- Baquelite
Figura 10- Inserindo o baquelite
Figura 11- Desmoldante
Borrifar desmoldante no embolo inferior (para a Baquelite não ficar presa ao embolo), Colocar a amostra com a face que se quer analisar para baixo (em contato com o embolo), Baixar o embolo lentamente, adicionamos o baquelite da Arotec da cor preta (3 a 5 medidas, 10 a 30 gramas), Borrifar desmoldante no embolo superior,
Informações Técnicas:
- A temperatura de embutimento: 140ºC a 150ºC;
- Contração do embutimento : 0,06% a 0,08%;
Tem em sua composição:
 - Hexamina (CAS Nº 100–97–0), Fenol (CAS Nº 108–95-2), Carbono preto (CAS Nº 1333-86-4) e Serragem de madeira.
Depois de selecionar e cortar a amostra posiciona-se no embolo da E. F. D. 80 adicionamos o baquelite cuidando para não acrescentar em demasia, fechar a tampa.
Figura 12- Dando pressão na E.F.D. 30
 
Bombear a pela alavanca até alcançar a pressão de 900 lbf/pol² não podendo baixar como mostra a imagem.
Figura 13 - Medidor de pressão
A pressão tem que ser constante 900 lbf/pol² e este ciclo leva 15(quinze) minutos, a E. F. D. 80 utiliza agua e calor para conseguir a pressão necessária, exigindo atenção e controle do equipamento para não diminuir a pressão.
Esperar a prensa de embutimento se desligar (No caso de ser automática) Se não for automática o tempo de aquecimento é em torno de 10 minutos e o tempo de resfriamento em torno de 5 minutos, Abrir a válvula de pressão, Remover a tampa da prensa, Fechar a válvula de pressão, Erguer o emboloaté ser possível pegar o corpo de prova, Retirar o corpo de prova da prensa de embutimento (Cuidado a peça pode estar quente) e por fim Efetuar a limpeza do equipamento.
Figura 14- Embutimento a quente
 
2.1.4 Descrição do procedimento empregado para o lixamento e polimento das amostras.
Figura 15- Lixadeira e politriz modelo PLF FORTEL
A maquina utilizada para fazer o lixamento é a lixadeira e politriz modelo PLF FORTEL com 125rpm – 250rpm = chave e 300rpm – 600rpm = chave e polia.
Foram utilizadas as lixas d’água da marca NORTON começando com a lixa mais grosas, com o objetivo eliminar riscos e marcas mais profundas da superfície dando um acabamento a esta superfície, preparando-a para o polimento. Existem dois processos de lixamento: manual (úmido ou seco) e automático. A técnica de lixamento consiste em se lixar a amostra sucessivamente com lixas de granulometria cada vez menor, mudando-se de direção (90°) em cada lixa subsequente até desaparecerem os traços da lixa anterior.
A lixa é um papel com material de superfície abrasiva composta geralmente por minerais, frequentemente utilizado para polir madeira, metais, entre outros.
Sua granulação varia de 16 a 3000, que se refere ao número de grãos de areia por centímetro quadrado. Quanto maior a granulação, mais fina ela é.
O lixamento é iniciado com a lixa de granulometria 120 em seguida a 
220 depois 320 podendo chegar até a 1200 ou 1500 e para cada nova lixa, deve-se virar a peça para que os novos riscos sejam perpendiculares com os antigos. 
 No final dessa etapa a superfície lixada deverá apresentar apenas um plano e um sentido dos riscos.
A etapa do polimento serve para dar acabamento à peça para receber o ataque químico. Esta pode ser feita com discos rotativos onde se utilizam panos e pastas especiais, sendo as mais comuns à pasta de óxido de alumínio, também conhecido como alumina e a pasta de diamante. 
 No final do polimento de uma peça não deverá conter riscos em nenhum sentido e podendo chegar ao ponto de ter a superfície de estudo totalmente espelhada.
Figura 16- Amostra embutida a quente polida
2.1.5 Descrição do procedimento empregado para realização do ataque químico das amostras.
Figura 17- Estufa para ataque quimico
O ataque químico é realizado dentro da estufa para segurança por que as substancias usadas são acidas exigindo o uso de luvas, mascaras e óculos de proteção, pois seu contato prolongado pode ocasionar reações na pele.
Para o ataque químico existe uma enorme gama de substancias, cada uma específica para um tipo de material, mas que no final, possuem um mesmo objetivo relevar a microestrutura da amostra.
Figura 18- Reagente químico Nital 5%
Para o ataque químico foi utilizado o Nítal a 5% (95 ml de álcool etílico e 5 ml de ácido Nítico concentrado).
Figura 19- Amostra de embutimento a quente sendo atacada
Foi empregado o ataque por imersão, à superfície da amostra é imersa na solução de ataque; é o método mais utilizado.
Figura 20- Lavadora ultra sônica
Após o ataque químico levamos a amostra para a lavadora ultrassônica com pulso de 30 por 5 minutos para tirar o excesso de reagente químico.
A figura a baixo ilustra a secagem com secador de cabelo que foi utilizada para a secagem da amostra, apontando a maneira certa (A) à esquerda e a maneira errada de secar a direita (B) de posicionar o secador e a amostra.
Figura 21- Jeito certo e errado de secar a amostra
2.1.6 Descrição do procedimento empregado para a realização da analise por microscopia ótica das amostras.
Figura 22- Microscópio ALLTION
O microscópio utilizado foi da marca ALLTION com capacidade de ampliação de 100x a 1.000x com ajuste de zoom grosso e fino com ajuste de luz.
Com a amostra totalmente preparada, prosseguiu-se para a análise da microestrutura em microscópio ótico com câmera acoplada.
Equipamento óptico que serve para a análise da superfície da amostra através da
reflexão da luz na superfície contrastada quimicamente ou através de luz polarizada.
Permite o registro fotográfico da amostra no corpo de prova.
O programa de captura de imagem utilizado foi o software minisee e as escalas foram criadas e adaptadas por professores utilizando imagens de escalas de outro microscópio.
2.2 Atividade Prática N°2
2.2.1 Descrição do material analisado.
Figura 23- Aço 1045
A primeira coisa foi escolha e o corte da peça a ser realizado procedimento para analise. O aço disponibilizado para o experimento foi o 1045 que já estava cortado com aproximadamente 2 cm de diâmetros para dar sequencia as demais etapas.
2.2.2 Descrição do procedimento empregado para o corte das amostras.
Para o corte foi utilizada uma cortadora metalográfica modelo CM80 da Teciago refrigerada a óleo com motor trifásico marca NOVA de CV 2,0 – KW 1,5 – Hz 60 e 5,6 A com RPM 3.460, MOD. 80.
O disco de corte utilizado foi da marca CARBORUNDUM para cortes finos em metal com 2 telas de 12” x 3/8” x 3/4” de Máx. RPM 5.015.
A operação de corte foi realizada com a mesma máquina com mesmo manuseio e cuidados e mesmo disco de corte tanto para o embutimento a quente quanto para o embutimento a frio, como demonstra a figura 1.
Figura 24- Forno modelo Quimis
Depois de corta a amostra foi levada ao forno a uma temperatura de 724°c.
Figura 25- Amostra de aço 1045 aquecida
Figura 26- Amostra resfriada no óleo
Depois a peça foi retirada incandescente do forno e resfriada no óleo.
2.2.3 Descrição do procedimento empregado para o embutimento das amostras.
Figura 27- Resina de poliéster marca anjo
Figura 28- Catalisador
A resina poliéster utilizada foi da marca Anjo e o catalizador sem marca da imagem a cima.
Iniciando o processo de embutimento a frio da amostra resfriada no óleo. Primeiro, centralizar a amostra de aço 1045, com a face a ser analisada voltada para baixo em uma forma feita de cano PVC com aproximadamente 1,5 cm de altura, despejando resina catalisada até total preenchimento da forma.
Figura 29- Embutindo a frio
Foi utilizada uma mistura na proporção de dois para um, com resina de poliéster ao catalizador. Por fim, aguardou-se a solidificação da resina, caracterizando o término do processo de embutimento (a frio).
Figura 30- Amostra de embutimento a frio
2.2.4 Descrição do procedimento empregado para o lixamento e polimento das amostras.
Para a fase de lixamento foi realizada com a mesma máquina e mesma sequencia de lixas empregadas na atividade anterior.
120 em seguida a 220, 320, 400, 600 depois 800 depois 1200podendo chegar até a 1500 ou superior e para cada nova lixa, deve-se virar a peça para que os novos riscos sejam perpendiculares com os antigos.
O polimento foi igual a primeira amostra embutida a quente, serviu para tirar os riscos e espelhar a peça para preparar para o ataque químico.
Figura 31- Amostra de ebutimento a frio polida
2.2.5 Descrição do procedimento empregado para realização do ataque químico das amostras.
O reagente químico utilizado foi o Nital 5% para revelar a estrutura da amostra exatamente como no embutimento a quente assim como suas etapas para dixarmos no resultado esperado para analise.
2.2.6 Descrição do procedimento empregado para a realização da analise por microscopia ótica das amostras.
O microscópio utilizado foi da marca ALLTION com capacidade de ampliação de 100x a 1.000x com ajuste de zoom grosso e fino com ajuste de luz. Assim como na primeira amostra embutida a quente.
A captura das imagens foi feita pelo software minisee exatamente como a amostra de embutimento a quente seguindo todas as fazes para aquisição da amostra.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.1 Resultados da Atividade prática N° 1
 
Figura 32- 100x Figura 33- 100x
Figura 34- 400x Figura 35- 800x
Figura 36- 1000x
Nas figuras acima observamos as partes mais claras que são ferrita e as escuras são Perlita em um aço baixo carbono.
3.2 Resultados da Atividadeprática N° 2
Figura 37- 100x Figura 38- 200x
Figura 39- 400x Figura 40- 800x
Figura 41- 1000x 
Nas figuras a cima podemos ver as partes brancas são austenitas retidas e aparte mais escuras que parecem agulhas são martensitas em um aço baixo carbono.
3. CONCLUSÕES
A metalografia é o estudo das propriedades dos materiais da sua composição química como também da sua estrutura.
Conclui-se que a prática no laboratório foi uma forma de fazer uso da teoria em várias etapas da metalografia no estudo dos aços e nos manuseio das amostras e na análise de suas estruturas microscópicas como operação dos equipamentos até a etapa final.