Relatório Microestrutural

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VMT00009 – MICROESTRUTURA E TRATAMENTO TÉRMICO I
 	 RELATÓRIO DE MICROESTRUTURA E TRATAMENTO TÉRMICO I
 (MICROESTRUTURA DOS AÇOS)
 
Título: Análise Microestrutural de Aços Comuns e Ligados 
Aluno (a): Rômulo Fratejane Borchio Martins
Professor (a): Fabiane Roberta Freitas da Silva
Data: 03/11/2017
1. Introdução
Neste trabalho descreve o processo metalográfico realizado no Laboratório. O objetivo principal deste trabalho é analisar metalograficamente e microscopicamente uma amostra metálica onde a sua composição é desconhecida. A metalografia pode ser definida como o estudo das características estruturais ou da constituição dos metais e suas ligas, para relacioná-los com suas propriedades físicas, químicas e mecânicas. O conhecimento das propriedades de um metal se caracteriza pela determinação das fases que o compõe e estudo da natureza, forma, distribuição e quantificação das mesmas. Neste trabalho será relatado o exame metalográfico de uma amostra, onde esta passa pelos processos de preparação da amostra (corte, lixamento, polimento), ataque químico e análise metalográfica. 
O exame metalográfico é um conjunto de atividades que procura relacionar a estrutura íntima do material com as suas propriedades físicas, com o processo de fabricação, com o desempenho de suas funções e outros. Pode ser: Macrográfico e Micrográfico. 
Macrográfico: Examina o aspecto de uma superfície após devidamente polida e atacada por um reagente adequado. Por seu intermédio tem-se uma idéia do conjunto, referente à homogeneidade do material, a distribuição e natureza das falhas, impureza e ao processo de fabricação. 
Micrográfico: Consiste no estudo dos produtos metalúrgicos, com o auxílio do microscópio, onde se pode observar e identificar a granulação do material, a natureza, a forma, a quantidade, e a distribuição dos diversos constituintes ou de certas inclusões.
1.2. Procedimentos Experimentais
É importante ressaltar que neste trabalho não foi preciso embutimento, pois a amostra foi previamente cortada e embutida.
1.2.1. Lixamento: Esta operação tem como objetivo extinguir riscos e marcas mais profundas da superfície a ser analisada dando um acabamento a esta superfície e deixando a amostra pronta para o polimento. O processo se inicia com a lixa de granulometria #220, sendo, as lixas, gradualmente trocadas até a #1200. Deve-se prender a lixa no equipamento e arrastar a amostra sobre a mesma, sempre no mesmo sentido, até se obter a superfície desejada para aquela classificação da lixa (devem desaparecer os riscos deixados pela lixa anterior). Ao ser trocada a lixa, deve-se alternar em 90º o sentido de lixamento. Quando a amostra a ser analisada é pequena o suficiente para dificultar o lixamento. Consiste em embutir a amostra em um tipo de polímero termorrígido (baquelite, resina acrílica) com o auxílio de uma prensa para embutimento de amostras de maneira que, devido ao aumento de tamanho, o lixamento é facilitado. Dessa maneira apenas a face a ser analisada fica exposta. 
1.2.2. Polimento: Operação pós lixamento que visa um acabamento superficial polido e isento de marcas. Na politriz com os panos de polimento e auxílio do óxido de alumina 1μm e 0,05μm, deve-se efetuar o polimento de forma cuidadosa. A amostra é passada em todos os sentidos, diminuindo a pressão no estágio final, durante o tempo necessário para que todos os riscos de lixa sejam eliminados e a superfície comece a se tornar espelhada. Após esta etapa deve-se limpar a amostra com álcool etílico e algodão, e em seguida faz-se o processo de secagem da mesma com o secador. A peça não deve ficar com manchas de secagem para uma boa análise microestrutural posterior.
1.2.3. Análise das Inclusões: Com o auxílio do microscópio, foi analisado a quantidade e característica das inclusões do material. Estas inclusões exercem influência considerável sobre as características do material, visto que podem gerar tensões excessivas, impedir o crescimento do reticulado cristalino e o movimento dos átomos.
1.2.4. Ataque Químico: Ataque feito por imersão da amostra em ácido nital 3%. Esta etapa revela a microestrutura através da corrosão superfície da amostra. Deve-se atacar o material de maneira progressiva, ou seja, deixa-se o mesmo por um pequeno tempo submerso (algo em torno de 4s), e analisa-se no microscópio se a estrutura do material foi ou não revelada. Se a estrutura foi revelada deve-se partir para a próxima etapa, caso contrário ataca-se novamente até obter o resultado desejado. Existem casos que, devido ao excesso de ataque, o material é queimado, nestes casos deve-se voltar a etapa de polimento da amostra.
1.2.5. Análise Metalográfica: Neste estudo, a análise é microscópica (com auxílio do microscópio) e qualitativa, analisando os constituintes da estrutura da amostra, e demais análises citadas no objetivo deste trabalho.
2. Resultados e discussão
2.1. Análise Pré-Ataque
Após o processo de polimento, a amostra foi levada ao microscópio com uma lente de 100x de aumento para a visualização da formação de inclusões. Ao analisar a imagem obtida, pode-se notar a presença de riscos, provenientes de falhas no processo de lixamento, e principalmente pode-se notar que a amostra possui inclusões do tipo D (óxido globular), de serie grossa e fina, e isto pode ser visto nas figuras 01,02 e 03.
 
 Figura 01 – Análise das Inclusões 
 
 Figura 02 – Análise das Inclusões 
 
 Figura 03 – Análise das Inclusões
2.2. Análise Pós-Ataque
A figura 04 mostra a estrutura da amostra com o aumento de 50 vezes no microscópio ótico; a figura 05 mostra a estrutura da amostra com o aumento de 100 vezes e a figura 06 mostra a estrutura da amostra com o aumento de 200 vezes, onde pode-se perceber uma rede de ferrita com grãos aciculares.
 
 Figura 04 – Superfície atacada com ácido nital 3%.
 
 Figura 05 – Superfície atacada com ácido nital 3%
 
 Figura 06 – Superfície atacada com ácido nital 3%.
Na figura 06 percebe-se a existência de uma rede de grãos de ferrita (grãos brancos com contornos pretos) com grãos de perlita (coloração escura). Ferrita é a solução sólida de carbono no ferro alfa e origina-se na zona crítica, durante o resfriamento, por transformação alotrópica de ferro gama (relativamente pouco dura e resistente). A perlita é formada por lamelas moles de ferrita e outras duras de cementita (dura e quebradiça), com dureza intermediária entre as duas. O aço que em virtude de um tratamento térmico com temperaturas demasiadamente altas ou excessivamente demorado, chama-se superaquecido ou recozido, e pode ser regenerado, isto é, pode retomar sua granulação normal, mediante tratamentos térmicos adequados. Quando o superaquecido se dá a temperaturas vizinhas da linha “sólidus”, o aço torna-se mais quebradiço ainda, apresentado ás vezes oxidação nos contornos dos grãos, e o aço, então, se diz queimado.
3. Conclusão
Após ser feita a micrografia, recorre-se a manuais de metalografia, a fim de achar a estrutura mais semelhante a da micrografia, e através de comparações chega-se a determinação de inclusões não-metálicas e microconstituintes. De acordo com a estrutura observada no microscópio e com as informações adquiridas na sala de aula podemos concluir que a inclusão é do tipo D (óxido globular), com pontos pretos circulares distribuídos, e o microconstituinte apresentado do determinado aço é uma cementita esferoidizada com maior quantidade de ferrita (parte branca) e menor de perlita(pontos escuros), podendo ter sido tratado termicamente por recozimento, e, para uma afirmação mais precisa deve ser feito um ensaio mais complexo, como por exemplo, difração de raios-x.
4. Referências bibliográficas
(1) COLPAERT, Hubertus; Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo. Metalografia dos produtos siderúrgicos comuns. 4ª Edição Revista e Atualizada by Editora Blucher.
(2) FERNANDES JR, Paulo; Metalografia: O que é e para que serve.. Histórico. 2011.
< http://profpaulofj.webs.com/oqueeparaqueserve.htm > Acesso em: 27 out. 2017.
(3) NOTAS DE AULA – Microestrutura E Tratamento Térmico I. Professor(a) Fabiane. 2017.2.